Luego de observaciones a largo plazo, se ha descubierto que la actividad de las manchas solares en la superficie del Sol tiene un ciclo promedio de aproximadamente 11 años, denominado ciclo solar de 11 años. Durante un ciclo solar, el número de manchas solares en la superficie del Sol aumenta gradualmente de cero hasta alcanzar su máximo en el «año pico», y luego disminuye gradualmente hasta desaparecer. Las manchas solares no solo muestran cambios cíclicos en su número, sino que también tienen una distribución regular en la superficie del Sol: al comienzo del ciclo solar, las manchas solares aparecen en las regiones al sur y al norte del Sol, alrededor de 35° de latitud; en el año de máxima actividad, la mayoría de las manchas solares aparecen en las regiones de baja latitud del Sol, alrededor de 15° de latitud; y al final del ciclo solar, las manchas solares aparecen en las regiones de alta latitud del Sol, alrededor de 5° de latitud, y luego desaparecen. Si se traza un gráfico que muestre la latitud promedio de las manchas solares en la superficie del Sol en función del tiempo, se puede observar que la distribución de las manchas solares en diferentes años es similar a la de una serie de mariposas ordenadas, que reaparecen cada 11 años, como si el Sol estuviera sometido a un ciclo recurrente de «eliminación de manchas».
Aún se desconoce la causa del ciclo solar de 11 años. Cabe señalar que el hecho de que un ciclo solar dure aproximadamente 11 años es solo un resultado promedio. En realidad, la duración del ciclo solar no es constante y puede variar considerablemente, con algunos ciclos que duran menos de 9 años y otros que duran más de 13 años. Al analizar la curva de variación del número de manchas solares en los últimos 300 años, se puede observar que, además del ciclo de aproximadamente 11 años, también existen ciclos más largos que se superponen al ciclo de 11 años, lo que provoca grandes fluctuaciones en el número de manchas solares en los años máximos de diferentes ciclos solares. Esto demuestra que el mecanismo que causa el ciclo solar es bastante complejo y aún requiere una investigación más profunda.