La cromosfera (literalmente esfera de color) es una capa delgada de la atmósfera del sol por encima de la fotosfera y por debajo de la corona. Hay diferentes modelos teóricos que la sitúan entre 2200 y 5000 km de espesor. La cromosfera solar está constituida principalmente por hidrógeno y helio, hay observaciones espectrales que demuestran que existen metales en estados neutros y parcialmente ionizados, como es el caso de la línea K del Calcio y bandas moleculares como la del CN.
En el espectro visible se puede observar una fuerte coloración rojiza, debido principalmente a la emisión de Hidrógeno. Este abrillantamiento se ve fácilmente desde la Tierra en un eclipse solar total o con un equipo especial que simule un eclipse (coronografos). En ondas de radio, milimétricas y submilimétricas, la cromosfera se ve fácilmente con radiotelescopios diseñados especialmente para la observación solar. En otras frecuencias, como el ultravioleta y los rayos X, son necesarios satélites, como el SOHO, el Estéreo o el Hinode.
Una característica de la Cromosfera es la presencia de espículas solares. Las espículas solo se pueden ver en el limbo solar. Las espículas se ven en alta resolución con el satélite japonés Hinode. Otra característica que destaca es la presencia de fibrillas horizontales formadas de gas, parecidas a las espículas pero con un periodo de duración del doble. Las protuberancias solares se elevan hacia la fotosfera. Son uno de los fenómenos solares más espectaculares y raros. Por encima de la fotosfera está la cromosfera, una región de 2500 kilómetros de espesor. Momentos antes y después del máximo de un eclipse solar total, la cromosfera aparece como un fino anillo rojizo. El color visible de la cromosfera le dio su nombre.
La cromosfera se puede ver más fácilmente en las líneas de emisiones tales como la Hidrógeno alfa, donde las regiones brillantes conocidas como plagas y los elementos obscuros llamados filamentos se ven. Las protuberancias cuando se ven en el disco solar se llaman filamento. Las espículas son visibles en la cromosfera en el borde del Sol y son chorros de plasma lanzados desde los límites de los supergránulos.