Le soleil brûle à cause d'une réaction de fusion nucléaire qui conduit à la libération de chaleur et d'énergie lumineuse. Il peut sembler paradoxal à certains élèves que le soleil puisse brûler dans l'espace, un environnement sans oxygène, mais il brûle grâce à une réaction de fusion plutôt que de combustion, de sorte que l'oxygène n'est pas nécessaire pour que le soleil produise de la chaleur et de la lumière comme s'il s'agissait d'un feu. Techniquement, le soleil n'est pas en feu en tant que tel mais est une boule brûlante de réactions de fusion nucléaire.
La réaction de fusion nucléaire qui alimente l'enfer constant du soleil est connue sous le nom de réaction en chaîne proton-proton. Ce type de réaction se produit au niveau moléculaire, et étant donné que le soleil est si grand, cela signifie qu'il y a un nombre incalculable de minuscules molécules réagissant dans le soleil à tout moment. Plus précisément, les atomes d'hydrogène sont convertis en hélium et les sous-produits de cette réaction sont la lumière et la chaleur. Collectivement, toutes les molécules qui composent le soleil produisent suffisamment de lumière et de chaleur pour provoquer les chaudes journées d'été que l'on peut vivre sur Terre, qui se trouve à plusieurs millions de kilomètres du soleil. Cependant, bien que le soleil soit assez grand, ces réactions n'ont lieu que dans les 25 pour cent intérieurs de l'étoile, qui est connu comme le noyau du soleil.