โครโมสเฟียร์ (อังกฤษ: chromosphere; แปลตรงตัวว่า "ทรงกลมสี") คือชั้นบรรยากาศบางๆ รอบดวงอาทิตย์ที่อยู่สูงกว่าโฟโตสเฟียร์ มีขนาดความลึกประมาณ 2,000 กิโลเมตร โครโมสเฟียร์มีลักษณะโปร่งแสงยิ่งกว่าโฟโตสเฟียร์ สาเหตุที่เรียกชื่อเช่นนี้ก็เนื่องมาจากสีของมันซึ่งเป็นสีแดง อันเกิดจากสเปกตรัมที่เกิดขึ้นจากเส้นสเปกตรัม H-alpha ของไฮโดรเจน เราสามารถมองเห็นลักษณะของทรงกลมสีนี้โดยตรงได้ด้วยตาเปล่าในระหว่างการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง โดยจะมองเห็นโครโมสเฟียร์เป็นเหมือนแสงสีสว่างวาบที่ขอบของโฟโตสเฟียร์ที่หายลับไปอยู่หลังดวงจันทร์
ด้วยเหตุผลบางอย่างซึ่งยังไม่เป็นที่เข้าใจ อุณหภูมิของโครโมสเฟียร์กลับสูงกว่าโฟโตสเฟียร์ แม้โฟโตสเฟียร์จะอยู่ใกล้พื้นผิวดวงอาทิตย์มากกว่า มีอุณหภูมิอยู่ประมาณ 4,000-6,400 เคลวิน แต่โครโมสเฟียร์กลับมีอุณหภูมิสูงถึง 4,500 ไปจนถึงกว่า 20,000 เคลวิน ทฤษฎีหนึ่งเสนอเกี่ยวกับความผันผวนของ sonic ในบริเวณนี้ที่เกิดจาก magnetohydrodynamic waves อาจเป็นเหตุให้อุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น
