Le macchie solari furono osservate per la prima volta da Galileo (1564-1642) nel 1610. Per lo scienziato pisano erano nubi piatte incollate sulla superficie del Sole; dallo spostamento costante di esse, dedusse che il Sole doveva ruotare sul proprio asse con velocità uniforme. L'osservazione delle macchie solari mise in crisi sia la secolare concezione del Sole come astro perfetto sia la immutabilità dei cieli, teorie sostenute dagli aristotelici.

Nel marzo del 1613 Galileo pubblicò a Roma un resoconto delle osservazioni e riflessioni sulle macchie solari dal titolo Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari e loro accidenti. Oggi sappiamo che le macchie solari, spesso riunite in coppie o in gruppi, presentano una forma approssimativamente circolare e spesso frastagliata. Appaiono scure per ragioni di contrasto trattandosi di zone con temperatura inferiore rispetto al resto della superficie solare; emettono dunque meno energia delle regioni circostanti. Le macchie solari possono essere facilmente viste proiettando su un foglio di carta l'immagine del Sole osservata con un telescopio.