تشكل كتلة الشمس نحو ٩٩.٨٦٣٢% من الكتلة الكلية للمجموعة الشمسية، وهو ما يوضح مقدار هيمنتها الجاذبية على بقية الأجرام التي تدور حولها. وتبقى النسبة المتبقية موزعة بين الكواكب والأقمار والكويكبات والمذنبات والغاز والغبار، ما يجعل الشمس العنصر الأكثر تأثيراً في البنية العامة للنظام الشمسي وفي تماسكه واستقراره.

الشمس النجم المركزي للمجموعة الشمسية وأقرب النجوم إلى الأرض، وتدور حولها الكواكب والأجرام الصغيرة، وهي المصدر الرئيس للضوء والحرارة والطاقة اللازمة للحياة. تتكون من غازات ملتهبة في حالة بلازما، وتدور بطريقة تفاضلية تختلف فيها سرعة الدوران بين خط الاستواء والمناطق القطبية، مما يسهم في ظهور ظواهر مثل البقع الشمسية والشواظ والأكليل. تستمد الشمس طاقتها من تفاعلات نووية تحول الهيدروجين إلى هيليوم في باطنها، وتؤثر في المناخ والحياة والطاقات الطبيعية على الأرض، كما تمثل نموذجاً مهماً لدراسة النجوم وتطورها.

الطاقة الشمسية هي طاقة مستمدة من ضوء الشمس وحرارتها، وقد سخّرها الإنسان منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من التقنيات المتطورة. تستخدم الخلية الشمسية حالياً لتحويل الطاقة الشمسية مباشرة إلى كهرباء بوساطة التأثير الكهروضوئي، كما تُستخدم الخلايا في تشكيل الألواح الشمسية ووحدات قياس الطاقة الشمسية والأشعة الكهربائية الضوئية. كان الفيزيائي الفرنسي إدموند بيكريل أول من اكتشف التأثير الكهربائي الضوئي عام ١٨٣٨، ثم طوّر تشارلز فريتس أول خلية شمسية. وتستخدم الخلايا الشمسية ضوء الشمس في توليد الكهرباء، وتُعد الخلايا عالية الفعالية مجموعة من الخلايا الشمسية التي تولد كمية أكبر من الكهرباء، كما أعلن بيكريل نتائج بحثه عن قدرة المادة على تحويل أشعة الشمس إلى طاقة عام ١٨٣٨، ويقع أكبر نظام شمسي كهربائي في العالم وفق النص في ألمانيا.

البقع الشمسية ظاهرة مؤقتة تظهر على سطح الشمس كبقع داكنة مقارنة بالمناطق المحيطة بها، ويرجع ذلك إلى النشاط المغناطيسي الكثيف الذي يحدّ من الحمل الحراري، فتتكون مناطق تكون درجة حرارة سطحها أقل من محيطها. ولو كانت هذه البقع معزولة عن الفوتوسفير المحيط بها لبدت أكثر لمعاناً من قوس كهربائي، وهي تتمدد وتتقلص أثناء تحركها عبر سطح الشمس. تظهر تجمعات البقع الشمسية بسرعة وتختفي ببطء كل ١١ سنة تقريباً، ويمكن ملاحظتها بواسطة التلسكوبات الشمسية الموجودة على اليابسة أو التي تدور حول الأرض. وتُعد البقع الشمسية بقعاً مظلمة وغير منتظمة الشكل على سطح الشمس، وغالباً ما ترتبط بعواصف مغناطيسية شمسية، كما تنبعث معظم التوهجات الشمسية وانفجارات كتل الهالة الشمسية من مناطق معروفة بنشاطها المغناطيسي.

يوهانس كبلر ووضع نموذج دقيق للمجموعة الشمسية: اعتمد الفلكي الألماني يوهانس كبلر على المشاهدات الفلكية الدقيقة ليضع نموذجًا أكثر دقة لحركة الكواكب، فبيّن أن الكواكب تتحرك في مدارات إهليلجية حول الشمس، وليس في مدارات دائرية كما كان يُعتقد سابقًا. كما مهّد عمله لظهور مفهوم القصور الذاتي الذي تبناه لاحقًا علماء الفيزياء، وأصبح أساسًا لفهم حركة الأجرام السماوية.