Após observações prolongadas, descobriu-se que o ciclo de atividade das manchas solares na superfície do Sol tem uma duração média de cerca de 11 anos, conhecido como ciclo solar de 11 anos. Durante um ciclo solar, o número de manchas solares na superfície do Sol aumenta gradualmente, de zero até atingir o seu pico no ano de maior atividade, e depois diminui gradualmente até desaparecer. As manchas solares não só apresentam uma variação cíclica em termos de número, mas também seguem um padrão específico na distribuição pela superfície do Sol: no início do ciclo solar, as manchas solares aparecem nas regiões situadas a cerca de 35° de latitude norte e sul; no ano de maior atividade, a maioria das manchas solares aparece nas regiões de baixa latitude, situadas a cerca de 15° de latitude norte e sul; e no final do ciclo solar, as manchas solares aparecem nas regiões de cerca de 5° de latitude norte e sul, desaparecendo depois. Se traçarmos um gráfico com o número médio de manchas solares na superfície do Sol como coordenada vertical e o tempo como coordenada horizontal, verificamos que a distribuição das manchas solares nos diferentes anos se assemelha a um enxame de borboletas bem organizado, que se repete a cada 11 anos, como se o Sol estivesse a fazer uma "limpeza de manchas" no seu rosto de forma cíclica.
A razão que origina o ciclo solar de 11 anos continua a ser um mistério. É importante salientar que o facto de um ciclo solar durar cerca de 11 anos é apenas um resultado médio. Na realidade, a duração do ciclo solar não é constante, variando consideravelmente, sendo por vezes inferior a 9 anos e, outras vezes, superior a 13 anos. A análise da curva de variação do número de manchas solares ao longo dos últimos 300 anos revela que, para além do ciclo de 11 anos, existem também ciclos mais longos, que se sobrepõem ao ciclo de 11 anos, provocando grandes flutuações no número de manchas solares nos diferentes ciclos solares. Isto demonstra que o mecanismo que origina o ciclo solar é bastante complexo, exigindo uma investigação mais aprofundada.