Wie bei jedem anderen Stern der Hauptreihe ist die Energie der Sonne ein Nebenprodukt der thermonuklearen Reaktionen, die in ihrem Kern ablaufen. Tief im Inneren der Sonne finden Fusionsreaktionen statt, die große Mengen freisetzen von Energie. Diese Energie gelangt durch eine Kombination von Leitung, Konvektion und Strahlung durch die Schichten der Sonne. An der Sonnenoberfläche angekommen, strahlt die Wärme in den Weltraum ab und erwärmt das Sonnensystem.
Die Fusionsreaktionen im Kern der Sonne sind das Ergebnis von Wasserstoffatomen, die unter großem Druck zusammengedrängt werden. Bei ausreichender Kompression und ausreichender Temperatur und Druck verschmelzen die Wasserstoffatome zu einem Heliumatom. Diese Reaktion erzeugt die Energie, die die Sonne am Brennen hält und ähnelt der Fusion bei einer nuklearen Explosion.
Die Sonne hat keinen unendlichen Vorrat an Wasserstoff. Schließlich erschöpfen alle Sterne diese Brennstoffquelle. Mit der Zeit wird der Kern der Sonne wahrscheinlich unter seinem eigenen Gewicht kollabieren, wodurch Temperatur und Dichte des Kerns dramatisch ansteigen. Wenn dies geschieht, wird die Sonne sehr groß und wird zu einer Art Stern, der als Roter Riese bekannt ist. Einst ein roter Riese, schwillt die Sonne dramatisch an und verschlingt die Umlaufbahnen von Merkur, Venus und Erde.
