光球外面厚约5000千米的是比较稀薄的氢氦层，称为色球。色球层的温度非常高，靠近光球的部分温度约为4000℃，顶部温度则在50万摄氏度以上。色球层平时被淹没在蓝天之中，只有在日全食时，才能用肉眼观察到。在色球层的表面会随时升起来一束束细高而亮的火柱，像无数的针插在上面，天文学家称它们为针状物。针状物的长短、宽窄很不一致，它们在色球中不断产生，又不断消失，存在时间一般为10分钟。色球层上还存在着其他的壮观景象，那就是日珥和耀斑。
日珥和耀斑
色球层上有时会突然腾起形态各异的火焰，这些火焰就是日珥。天文学家们将日珥分成三种类型：爆发日珥、宁静日珥和不规则日珥，它们的形态和运动状态都取决于太阳磁场的影响。日珥是一种燃烧着的气流，一次日珥活动要经历几小时到几十天。有时会在色球表面看到突然亮起来的某些区域，伴随着亮度的增强，亮区的面积也随之扩大，色球层上的这种亮区就是耀斑。一个耀斑发生时，它所释放的能量约相当于100亿个百万吨级氢弹爆炸的能量，并常使地球上出现磁暴、极光和短波通讯中断。