這個問題看來確實像是一個難題。事實上，在十九世紀初期，就有一位偉大的天文學家赫歇耳曾斷言說，既然黑子是黑的，它們就必定是冷的。為了解釋這一點，他只能說，太陽並不是裡裡外外都很熱。不錯，它有一個白熱的大氣層，但在大氣層的下面，則是太陽那冷的固體部分，人們可以透過太陽大氣層的縫隙看到這個固體部分。這些縫隙就是我們所說的黑子。赫歇耳甚至認為，太陽內部的固體表面上冷到可以允許生物在那裡生存。
但是，這種看法是錯誤的。現在，我們很清楚地知道，太陽通體都是熱的。事實上，我們看到的太陽表面是太陽上最冷的區域，但即使在那裡，對生物來說，也肯定是太熱了。
輻射和溫度是密切相關的。１８９４年，德國物理學家維恩研究了在不同溫度下發射出來的各種光輻射。他的結論是：在理想的情況中，在每個特定的溫度下，每一個物體都會輻射出特定波長範圍內的光，而與物體本身的化學組成無關。
隨著溫度的升高，峰值輻射的波長會變得越來越短，對於任何物體都是如此。在攝氏六百度左右，就會有相當多的輻射進入可見光的頻率範圍，於是物體就會呈現暗紅色。當溫度再升高時，物體就變為鮮紅色，然後變為橙紅色、白色和藍白色。如果溫度足夠高，輻射頻率就會大部分位於紫外區，甚至比這還要高。
仔細地測量了太陽峰值輻射的波長（它位於黃光區域內），我們就可以計算出太陽表面的溫度，這個溫度大約是６，０００℃。
太陽黑子並不處於這一溫度上。它們比這個溫度要低不少，我們認為，在黑子的中心部分，溫度只有４，０００℃。太陽黑子很可能是一團膨脹的巨大氣體。這種膨脹在太陽上造成了一定的溫度降，正像電冰箱裡的情形一樣。要使一個巨大的黑子能抵禦住從四下裡溫度更高的地方傳遞進來的熱量，保持住數日或數周的低溫，需要有一個巨大的熱泵才行。不過，關於太陽黑子生成的機制，天文學家至今仍未找到完全滿意的解釋。
即使是攝氏四千度，太陽黑子也應該很明亮。它應該比地球上的弧光燈還要亮許多，而弧光燈已是亮得不能用眼睛去直視它了。
其實，太陽黑子也確實比弧光燈亮，這一點已經用儀器檢測出來了。問題出在這裡：我們的眼睛是不能看出光的絕對強度的。我們在判斷亮度時，靠的是與四周環境的比較。太陽表面上那些溫度較高的正常區域的亮度，是黑子中心低溫區域亮度的四至五倍，與前者相比，後者在人眼中就顯得是黑的了。這種黑只是光學上的錯覺。
這一點有時在日蝕時可以看出來。在太陽明亮的圓面上，掩蝕太陽的月亮朝向我們的一面的確是黑的。當月球的邊緣掩過一個巨大的太陽黑子，使我們能在月亮的襯托下來觀察黑子的「黑」時，我們就能夠看出，黑子實際上並不黑。