这是一个很有趣的问题。
要了解太阳发光原理，第一个关键问题是太阳由什么构成？
太阳光本身就包含这个信息。从牛顿第一次用棱镜将太阳光分成七色开始，太阳光的光谱分析就是太阳研究的重点。十九世纪初，光学大师夫琅禾费发明了光栅，人们得以更加细致的研究太阳光谱。光学家夫琅禾费在研究中发现，太阳的光谱中出现了一系列的暗线，而且数量相当多，有五六百条。
这些暗线是什么？本生和基尔霍夫在随后的实验中发现了光谱中的暗线是由于光源和观测者之间存在着可以吸收特定波长的气体。他们在光源前面燃烧纳盐，发现光谱里出现波长在 589.0, 589.6 纳米的两条暗线。 而他们在太阳光谱的同样波长位置也能够发现两条暗线。这就说明太阳的大气中很可能存在钠元素。这么一来，通过对比太阳光谱中谱线的位置，和地球上的元素产生的谱线，我们就可以知道，太阳上的元素种类。甚至也可以知道不同元素之间的比例。人们发现太阳上的元素种类好像并没有什么独特的，地球上都可以找的到。但它们之间的比例和地球上很不一样。1925 年，Cecilia Payne-Gaposchkin 证明了太阳上最重要的元素也是自然界最简单的元素——氢。
那么这些元素和地球上的元素种类差不多，为什么它们能够发出强光，而地球上的元素没有呢？开尔文和亥姆霍兹首先提出了一个假设，说这是因为太阳非常的大。这样它的物质在向引力中心下落的过程中，引力势能可以转化为热能发光。我们今天知道太阳在形成初期确实有一段时间是这么发光的。但是问题在于，如果太阳今天发出来的光都来自于引力能的话，那么太阳的引力能大概能够提供 2000 万年的太阳能源。可是在亥姆霍兹和开尔文的时代，地质学家已经发现很多地质化石有上亿年的历史。所以引力收缩是不可能供给太阳所有的能源的。
另一个假说来自卢瑟福，他是原子结构理论的奠基人。他提出虽然太阳大气里的地球上的元素种类差不多，但是在核心处可能存在大量的天然放射性元素，这些元素的衰变能量可以支持太阳的能源。但是需要多少放射性元素来提供能量，卢瑟福没有给出答案。计算这种能量的供给需要用到爱因斯坦在稍后才提出的质能转换方程
。
而且，卢瑟福的理论也是错误的，衰变产能的效率太低，而太阳中并没有足够的放射性元素。爱丁顿是第一个正确的给出太阳产能方式的人，他指出太阳中心的压强和温度都足够高，可以发生氢原子核聚变成氦原子核的过程，并且放出大量的热。聚变的产能效率非常的高，太阳只需要在核心中一小块发生这种反应就可以足够提供能量的输出。同时因为核聚变反应只在核心发生，这也给了太阳稳定的机制。当核聚变产能过多，太阳可以微微的膨胀，使得核心压力和温度下架，减少核聚变产能。反之亦然。不过爱丁顿并没有写出太阳核心完整的反应链。部分的归功于氢弹的核武竞争，人类对于核聚变的理解在二战后非常深入，出现了一批对于核物理非常熟悉的科学家。太阳中心的反应链今天对我们来说已经不是秘密，这些工作由 Chandrasekhar, Hans Bethe, Fowler, Hoyle 等人逐渐完善。
他们有没有可能是错误的呢？不能说没有。但这套模型已经在包括太阳在内的大量恒星上经历了验证。只要我们知道一颗恒星的光谱，依据恒星的发光理论，我们就可以计算它的亮度。对于像太阳这样稳定，独立的恒星，这种计算结果和观测数据非常的吻合。
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