Lõi Mặt Trời được coi là trải rộng từ tâm đến khoảng 0,20-0,25 lần bán kính Mặt Trời.[1] Nó là phần nóng nhất của Mặt Trời và hệ Mặt Trời. Nó có mật độ 150 g/cm3 (150 lần mật độ nước lỏng) và nhiệt độ 15 triệu kelvin (15 triệu độ C, 27 triệu độ F) tại tâm.[2]Lõi bao gồm plasma nóng, đậm đặc (bao gồm các ion và electron), ở áp suất ước tính là 265 tỷ bar (3,84 nghìn tỷ psi hay 26,5 peta pascal (PPa)) tại tâm. Do phản ứng hợp hạch, thành phần của plasma mặt trời giảm từ 68-70% hydro theo khối lượng ở lõi ngoài, xuống còn 33% hydro ở lõi trong/tâm Mặt Trời.[3]Phần lõi bên trong 0,20 bán kính mặt trời chứa 34% khối lượng của Mặt Trời, nhưng chỉ chiếm 0,8% thể tích của Mặt Trời. Bên trong bán kính 0,24 là phần lõi tạo ra 99% năng lượng nhiệt hạch của Mặt Trời. Có hai phản ứng khác nhau trong đó 4 hạt nhân hydro có thể cuối cùng tạo thành 1 hạt nhân heli: đó là phản ứng chuỗi proton-proton chịu trách nhiệm cho hầu hết năng lượng được giải phóng của Mặt Trời và chu trình CNO.[4][5]