במהלך מרבית חיי הכוכב הוא ידוע ככוכב רצף ראשי כמו השמש, עם אותם חלקי כוכבים ותכונות דומות. מחקר השמש של כדור הארץ, מדענים יכולים ללמוד על תהליכים פיזיים ומבנה כוכבים בכלל. לכל כוכבי הרצף הראשי יש ליבה, אזורי קרינה והסעה, פוטוספירה, כרומוספירה וקורונה. היתוך גרעיני מניע כוכב ואחראי להוצאת חתימות חום ואור הניתנות לזיהוי מכדור הארץ.
הליבה
הליבה של כוכב היא החלק הפנימי ביותר. זהו האזור הצפוף והחם ביותר. ליבת השמש יש צפיפות פי 10 מזו של עופרת וטמפרטורה של 27 מיליון מעלות פרנהייט. למרות צפיפות גבוהה, הטמפרטורה הגבוהה שומרת על הליבה במצב גזי. בליבה כוכבית, תגובות היתוך יוצרות אנרגיה המייצרת קרני גמא ונייטרינים.
אזורי קרינה והסעה
מחוץ לליבה נמצא אזור הקרינה אליו מועברת אנרגיה באמצעות קרינה. על פי מידע השמש של פרויקט החינוך לפיזיקה עכשווית, "זה הופך להיות פחות יעיל כדי שאנרגיה תנוע על ידי קרינה, ואנרגיית החום מתחילה להצטבר בחלק החיצוני של הקרינה אֵזוֹר. האנרגיה מתחילה לנוע באמצעות הסעה, בתאים ענקיים של גז שמסתובב בקוטר של כמה מאות קילומטרים. "
פוטוספירה
מחוץ לאזורי הכוכבים נמצאת פוטוספירה של כוכב, שם נפלט אור גלוי. במקרה של השמש, אור זה יכול להתגלות בקלות בעין בלתי מזוינת. במקרה של כוכב רחוק, ייתכן שיהיה צורך בטלסקופ לצפייה. מידע על הטמפרטורה, ההרכב והלחץ של פוטוספירה של כוכב נחשף על ידי ספקטרום האור.
כרומוספירה
מחוץ לפוטוספירה נמצאת הכרומוספירה. בשמש, הכרומוספירה בצבע אדום משפע של גז מימן, אם כי צבע זה ניתן לראות רק בעזרת פילטרים מיוחדים או במהלך ליקוי חמה כעיגול אדום. התלקחויות שמש המופיעות מכתמי שמש ב פוטוספירה יוצאות דרך הכרומוספירה.
עֲטָרָה
החלק החיצוני ביותר של כוכב הוא הקורונה. זה משתרע על מיליוני קילומטרים לחלל. את קורונת השמש ניתן לראות בעין בלתי מזוינת רק בזמן ליקוי חמה. ענני ענק של גז זוהר המכונים בולטות פורצים מהכרומוספירה העליונה ויורים אל תוך הקורונה.