我們在地球上能夠感受得到來自太陽的光和熱，取決於太陽內部每時每刻都在進行的核聚變反應，沒有太陽持續的能量輸出，就沒有地球上的各種生命形式，地球的演化和發展也將失去必要的能量來源。根據科學家的研究計算，太陽自從誕生一直到目前，已經持續向外釋放光和熱近50億年，有些朋友不禁心生疑問，太陽的質量那麼大，表面積和體積要比地球大上許多倍，為何這麼多年來沒見太陽變小呢？
在50億年之前，我們太陽系所在區域還是由一塊非常巨大的星雲團所組成，而這塊星雲團的組成物質，則來源於上一任大質量恆星在生命末期的超新星爆發現象，通過超新星爆發，將恆星組成物質的大部分剝離出去，同時在超新星爆發巨大能量的作用下，新生成了許多新的重物質，這些物質瀰漫在星際空間中，在漫長的引力擾動影響下，逐漸開始聚集和坍縮，其中有一個質量核心形成了太陽的「胚胎」，吸聚了大量星際物質，推動內部溫度和壓力的不斷提升。
同時，在星際物質坍縮過程中，原先星際物質所具有的角動量，逐漸被太陽核心區以及坍縮形成的濃密區塊所繼承，最終在太陽核心區的溫度越來越高，在核心區的周圍不同距離處，大量星際物質也以一定的角速度圍繞著核心區運行，形成了太陽系最初的星際物質盤。當核心區所吸聚的物質越來越多，溫度達到700萬攝氏度以上、壓強達到上千億個大氣壓之時，在量子隧穿效應的作用下，一部分氫原子中的質子，便會有幾率突破原子核之間庫侖力的排斥力，從而順利進入另外的氫原子中，與這個原子的質子聚合形成氫的同位素－氘，繼而開啟了質子－質子鏈式反應的序幕，真正意義上的太陽就此形成。
在每一個周期的鏈式反應中，4個氫原子將最終聚變形成1個氦原子，同時釋放出中微子、伽馬光子和部分能量，根據愛因斯坦質能方程，在太陽內部核聚變釋放能量的過程中，勢必會產生一定的質量虧損，經測算，太陽每秒鐘參與核聚變的氫元素總量將達到7億噸，而實際損失質量的速率約為每秒500萬噸，那麼50億年太陽在主序期內共消耗的氫共有1.1*10^26噸，損失的重量約為7.9*10^23噸，這個數據看起來非常龐大。
但是，我們將這個損失的數量，與太陽的絕對體量進行一下對比，太陽的總質量為2*10^27噸，其中氫1.5*10^27噸，所以50億年來太陽中的氫已經消耗了7%左右，而實際質量損失僅占到0.4%。所以，我們單從質量上來看，太陽在漫長的主序期內，其質量損失占比實在是太過於微小，我們人類在幾百年的天文觀測歷史中，更是無法觀察到太陽的質量和體積變化。
另外，太陽內部的核聚變，是比較「溫和」地進行的，太陽內部的氫，其實並不是一下子都參與核聚變反應，而是幾億個氫原子只有一個可以在一定時間內產生量子隧穿效應，就是這部分氫激發出的核聚變，其釋放的能量向外產生的輻射壓，能夠與太陽外層物質向內的重力相互平衡，從而支撐著恆星外形的穩定。當恆星內部隨著氫元素的不斷消耗，如果核反應強度有所降低，那麼向外的輻射壓減小，外層物質向內的重力會占據上峰，推動太陽向內收縮，在此過程中，外層物質的部分重力勢能轉化為內能，加上收縮過程中物質的相互擠壓、摩擦和碰撞，使得內核的溫度和壓力逐漸提升，從而強化了內部核聚變的環境條件，推動核聚變程度重新恢復到正常水平，輻射壓也重新回升，太陽的體積又保持在原來的狀態而不至於變小。
由於太陽的核聚變都是發生在內核區域的，因此外部的氫元素，會在上述這種不斷收縮和重新恢復的過程中，被逐漸地帶到內核區域參與到核聚變進程中來，使得恆星內部慢慢呈現出元素分層的布局。像太陽這種質量的恆星，最終內核區域的最終聚變產物將達到碳和氧，此後恆星內部的溫度和壓力條件，將不會再支撐到新的聚變產生，太陽的主序期以會到達尾聲，此後在外層物質的劇烈坍縮下，外層物質中的氫和氦會在坍縮進內核區的過程中，被重新激發出猛烈的核聚變，從而推動太陽體積的迅速膨脹，形成紅巨星，那個時候太陽質量雖然較剛誕生時明顯減小，但會出現體積明顯變大的情況，會先後吞噬水星、金星，表面將直達地球軌道附近。
太陽變為紅巨星的時間，取決於內核氫元素的消耗程度，隨著太陽主序期的持續，氫元素的消耗速率會逐漸提升，內部核聚變的程度會不斷增強，預計30億後將會出現紅巨星的巔峰，此後太陽內部的核聚變後慢慢停止，最終在拋灑出一部分物質之後，殘餘的物質會再次劇烈坍縮，形成非常緻密的白矮星，完成它無比壯烈的生命歷程。