Galilejas jas piešė 1610 m., ginčydamasis su amžininkais, kas jos netgi yra. Po keturių šimtmečių saulės dėmės yra vienas seniausiai nuolat stebimų reiškinių moksle – ir vis dar geriausias vaizdinis ženklas, iš kurio galima numatyti, iš kur ateis kitas Saulės žybsnis ar CME.

Saulės dėmės yra laikinos tamsios dėmės ant matomo Saulės paviršiaus, maždaug 1 500 °C vėsesnės už aplinkinę fotosferą – pakankamai karštos, kad švytėtų, bet pakankamai blankios, kad atrodytų juodos šviesesniame fone. Jos susidaro ten, kur magnetinio lauko linijų pluoštai prasiveržia pro paviršių ir lokaliai slopina įprastą konvekcinį šilumos srautą iš apačios, todėl jos yra vėsesnės, o ne tikra skylė ar dėmė.

Saulės dėmė paprastai turi dvi dalis: tamsesnę centrinę umbros dalį, kur magnetinis laukas yra labiausiai koncentruotas ir vertikalus, ir šviesesnę penumbros dalį, kur lauko linijos išsiskirsto seklesniu kampu. Saulės dėmės būna nuo mažų, trumpalaikių porų, gyvuojančių vieną dieną, iki išsiplėtusių grupių, kurios gali išlikti, sukdamosi kartu su Saule, per kelis Saulės sukimosi ciklus.

Saulės dėmės stebimos naudojant saulės dėmių skaičių (dar vadinamą Volfo skaičiumi, pagal Rudolfą Volfą, kuris standartizavo metodą 1848 m.): R = k(10g + s), kur g yra atskirų saulės dėmių grupių skaičius, s yra bendras atskirų dėmių skaičius, o k yra pataisos koeficientas, įvertinantis stebėtojų ir prietaisų skirtumus. Taip sujungus grupių ir atskirų dėmių skaičiavimą, vienu dienos rodikliu atspindima ir veiklos apimtis, ir intensyvumas.

Tai suteikia saulės fizikai neįprastai ilgą nuolatinį įrašą – saulės dėmių skaičius buvo stebimas nuo pirmųjų teleskopinių stebėjimų 1610 m., ilgiau nei beveik bet kuris kitas šiandien aktyviai naudojamas mokslinis matavimas, o šiandien jį palaiko Pasaulio duomenų centras SILSO Briuselyje.

Atskiros saulės dėmių grupės yra katalogizuojamos NOAA kaip sunumeruoti aktyvūs regionai, užrašomi kaip AR, po kurio eina skaičius (pavyzdžiui, AR3664 – regionas, atsakingas už 2024 m. gegužės audrą, arba AR4366 – ypač produktyvus „žybsnių fabrikas“ iš 2026 m. pradžios). Numeracija tiesiog didėja, kai atrandami nauji regionai, periodiškai atstatant, o tai suteikia prognozuotojams ir visuomenei nuoseklų trumpinį, leidžiantį sekti konkretaus regiono aktyvumą per dienas, kai jis yra atsuktas į Žemę.

Nubraižius kiekvienos saulės dėmių grupės platumą laiko atžvilgiu per vieną saulės ciklą, išryškėja būdingas raštas: besibaigiančio ciklo dėmės artėja prie pusiaujo, kai ciklas baigiasi, o naujo ciklo dėmės pradeda atsirasti didelėse platumose, kartais 40° ar daugiau nuo pusiaujo, o vėliau, ciklui bręstant, slenka link pusiaujo. Nubraižytos per kelis ciklus, persidengiančios formos primena drugelio sparnų eilę – iš čia ir pavadinimas, pirmą kartą publikuotas britų astronomo E. Walterio Maunderio 1904 m.

Drugelio diagrama išlieka viena naudingiausių vizualinių santraukų, rodančių, kurioje ciklo stadijoje esame: stebint, ar naujausi aktyvūs regionai atsiranda didelėje ar mažoje platumoje, galima apytiksliai suprasti, ar ciklas tik prasideda, ar yra piko, ar baigiasi.

Maždaug nuo 1645 iki 1715 m. saulės dėmių aktyvumas sumažėjo iki mažos dalies įprasto lygio. Šis ilgas laikotarpis dabar vadinamas Maunderio minimumu – geriausiai dokumentuotas „didysis minimumas“ istoriniame saulės dėmių įraše, ir laikotarpis, kuris sutapo su neįprastai šaltomis žiemomis kai kuriose Europos dalyse, nors tiksli priežastinė sąsaja vis dar diskutuojama tarp tyrėjų. Netgi retos saulės dėmės, pasirodžiusios per šį laikotarpį, rodė neįprastai siaurą drugelio formą, susitelkusią maždaug 15–20° atstumu nuo pusiaujo, o ne įprastą 28° ir daugiau diapazoną – tai įrodymas, kad tais dešimtmečiais magnetinis dinaminis mechanizmas buvo ypač silpnas.

Ne visos saulės dėmių grupės vienodai linkusios sprogti. Magnetiniu požiūriu sudėtingiausi regionai – kur šiaurės ir pietų magnetinės poliarumai yra glaudžiai susipynę, o ne aiškiai atskirti – yra neproporcingai atsakingi už didelius žybsnius ir CME, kas išsamiai aprašyta kitur šiame wiki. Didelė saulės dėmių grupė automatiškai nėra pavojinga; mažesnis, bet magnetiškai labiau susipynęs regionas gali pranokti daug didesnį ir paprastesnį.