Como los demás objetos del Sistema Solar, el Sol rota sobre su propio eje. Pero; a diferencia de los planetas rocosos, no lo hace uniformemente. Por ejemplo: la Tierra, desde el ecuador hasta los polos en cualquier punto, se tarda 24 horas en dar una vuelta sobre sí misma.
En el caso del Sol, y también de los planetas gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), la rotación es más compleja. Se llama rotación diferencial, la que básicamente, consiste en que distintas regiónes de un objeto tienen un período de rotación diferente a consecuencia de su propia composición.
El Sol, en promedio, rota sobre sí mismo una vez cada 28 días. Sin embargo, si se observa de forma más detenida, nos encontramos con que en el ecuador, esa rotación es de 25 días. Pero si nos alejamos hasta las regiones polares, el movimiento se va haciendo más lento. Tardando entre 30 y 38 días en completar una rotación.
La rotación se descubrió estudiando las manchas solares. Aunque el fenómeno de la rotación diferencial es hoy muy conocido y se ha observado en múltiples ocasiones, sigue siendo objeto de investigación.
A consecuencia de esta rotación es que podemos observar por varios días el desplazamiento y los cambios morfológicos de las manchas solares. Asímismo, observando el sol en distintas longitudes de onda se pueden ver las emisiones de rayos X y otro tipo de radiaciones electromagnéticas que no son detectables ópticamente.