Dopo osservazioni a lungo termine, si è scoperto che l'attività delle macchie solari sulla superficie del Sole ha un ciclo medio di circa 11 anni, chiamato ciclo solare di 11 anni. Durante un ciclo solare, il numero di macchie solari sulla superficie del Sole aumenta gradualmente da zero fino all'anno di picco, e poi diminuisce progressivamente fino a scomparire. Le macchie solari non solo mostrano variazioni cicliche, ma hanno anche una certa regolarità nella distribuzione sulla superficie del Sole: all'inizio del ciclo solare, le macchie solari appaiono nelle zone a sud e a nord del Sole, intorno ai 35° di latitudine; nell'anno di massima attività, la maggior parte delle macchie solari si trova nelle zone a bassa latitudine del Sole, intorno ai 15°; verso la fine del ciclo solare, le macchie solari appaiono nelle zone a bassa latitudine del Sole, intorno ai 5°, e poi scompaiono. Se si traccia un grafico con l'asse orizzontale rappresentante la latitudine media delle macchie solari sulla superficie del Sole e l'asse verticale rappresentante il numero di macchie solari, si può osservare che la distribuzione delle macchie solari negli anni diversi è come un gruppo di farfalle disposte in modo ordinato, che si ripetono ogni 11 anni, come se il Sole stesse facendo una "cura antifoggi" ciclica sul suo viso.
Quale sia la ragione del ciclo solare di 11 anni rimane ancora un mistero. Va notato che dire che un ciclo solare dura circa 11 anni è solo un risultato medio. In realtà, la durata del ciclo solare non è costante e varia considerevolmente, con alcuni cicli inferiori a 9 anni e altri superiori a 13 anni. Analizzando la curva della variazione del numero di macchie solari negli ultimi 300 anni, si può osservare che, oltre al ciclo di circa 11 anni, esistono anche cicli più lunghi che si sovrappongono al ciclo di 11 anni, causando forti fluttuazioni del numero di macchie solari negli anni di picco dei diversi cicli solari. Ciò dimostra che il meccanismo che causa la variabilità ciclica dell'attività solare è piuttosto complesso e richiede ulteriori ricerche approfondite.