Il nucleo è la fonte principe dell'energia prodotta dal Sole.
Qui avvengono infatti le reazioni di fusione nucleare.L'energia generata è rilasciata inizialmente attraverso raggi gamma e raggi X, ma durante l'emissione verso l'esterno essa è continuamente assorbita e riemessa dagli atomi circostanti. Il risultato è che la sua frequenza si abbassa, e diventa quindi una radiazione elettromagnetica più "tranquilla".
Il trasporto dell'energia dal nucleo alla superficie del sole impiega anche 10 milioni di anni. Alla fine, essa lascia il sole come una radiazione di corpo nero alla temperatura di circa 5500 °C. Una piccola parte dell'energia è emessa sotto forma di neutrini, energia cinetica e termica del vento solare, composta da materia espulsa dal sole, e una parte ancora più piccola va a formare il suo campo magnetico.
I fisici sono capaci di riprodurre lo stesso processo di generazione di energia con la bomba all'idrogeno. Un processo di fusione controllata permetterebbe di sfruttarla per ricavarne energia elettrica, cosa che potrebbe essere possibile in futuro utilizzando reattori nucleari a fusione.