Fotosfera este stratul vizibil al unei stele, cel mai adesea adus în discuție despre Soare. Deși Soarele poate părea a avea un strat exterior solid, la fel ca Pământul, în adevăr, este alcătuit din gaze extrem de fierbinți și nu are suprafață solidă. Fotosfera marchează limita în care lumina poate pătrunde în gaze, permițându-i să devină mai puțin opace și, astfel, vizibilă. Ceea ce vede o persoană când se uită la Soare este fotosfera.
Densitatea stratului atmosferic nu este constantă în toate locurile în orice moment, dar tinde să fie de aproximativ 248.5-310.6 mile (400-500 km) grosime. Temperatura variază între 5,000 și 6,000 de grade Kelvin, sau aproximativ 8,540-10,340 de grade Fahrenheit. Este cel mai de jos strat al atmosferei Soarelui, situat sub cromosfera mult mai groasă și coroana enormă. Sub fotosferă se află zonele de convecție și radiație ale Soarelui, iar sub aceasta, miezul puternic.
Când priviți fotosfera de departe, poate părea a fi un simplu disc galben sau portocaliu cu câteva pete întunecate, cunoscute sub numele de pete solare. Cu toate acestea, de aproape, fotosfera are un aspect texturat numit adesea granulat. Deși nu este neapărat drăguță de privit, textura barbotatoare a fotosferei este o dovadă a modului exact în care funcționează soarele: bulele și butoanele sunt semne ale procesului de convecție. Convecția la soare funcționează în esență în același mod în care o oală cu apă clocotită; fotonii încălziți se ridică la suprafață în timp ce cei mai reci se scufundă, cu excepția faptului că în locul unei suprafețe care barbote pe o oală cu apă clocotită, convecția soarelui produce granularea în fotosferă.
Petele solare, petele întunecate adesea văzute în imaginile soarelui, sunt pete din atmosferă în care este vizibil mai rece, uneori cu mai mult de 1,000 Kelvin (1340 F). Petele solare nu sunt caracteristici constante și tind să se ridice și să dispară în câteva săptămâni. În ciuda temperaturilor lor relativ răcoroase, aceste puncte s-au dovedit a fi forțe magnetice excepțional de puternice. Deși adesea arată minuscule, petele solare din fotosferă au adesea zeci de mii de mile.
Interesant este că observarea fotosferei a dus la descoperirea unuia dintre cele mai abundente elemente din univers: heliul. Deși meritul este acordat diferit omului de știință englez Norman Lockyer și astronomului francez Pierre Jansen, ambii au observat linii spectrale galbene deosebite în jurul soarelui, care nu au putut fi replicate cu elemente cunoscute. Confirmarea heliului pe Pământ nu a avut loc decât peste douăzeci de ani mai târziu, făcându-l singurul element descoperit extraterestre înainte de a fi identificat pe Pământ.