Hromosfēra (no sengr. χρομα — krāsa; σφαίρα — sfēra) ir relatīvi plāns slānis (10 000 km) virs fotosfēras. Hromosfēra ir visai viegli novērojama pilna Saules aptumsuma laikā kā sārta josla ap aptumšoto Saules disku. Hromosfērā notiek t.s. Saules uzliesmojumi — pēkšņi, visai īslaicīgi procesi, kuru laikā pastiprināti intensīvi tiek izstarots rentgenstarojums, ultravioletais starojums, radiostarojums un dažreiz pat redzamā gaisma. Hromosfērā atrodas arī protuberanču pamatnes.
Šīs Saules atmosfēras daļas nosaukums ir saistīts ar tās sarkanīgo krāsu, jo tās redzamajā spektra daļā dominē sarkanā H-alfa ūdeņraža izstarotā līnija. Hromosfēras augšējai robežai nav izteikti gludas virsmas, no tās pastāvīgi nāk ārā karsti izvirdumi, ko sauc par spīkulām (tādēļ 19. gadsimta beigās itāļu astronoms Anželo Sekki, novērojot hromosfēru teleskopā, salīdzināja to ar degošu prēriju).
Hromosfēras temperatūra ar augstumu palielinās no 4000 līdz 15 000°K. Hromosfēru ir pieņemts iedalīt divās zonās:
Saules hromosfēras blīvums ir neliels, tāpēc tās spožums ir nepietiekams, lai to novērotu parastos apstākļos. Bet pilna Saules aptumsuma laikā, kad Mēness aizsedz spožo fotosfēru, virs tās izvietotā hromosfēra kļūst redzama. To var novērot jebkurā laikā ar speciālu optisku filtru palīdzību. Lai novērotu dažādas specifiskas Saules hromosfēras struktūras vislabāk noder filtrs, kas laiž cauri kādu spilgtu hromosfēras izstarotu gaismas spektra līniju. Kā jau iepriekš minēts, vispirms jau tā ir sarkanā H-alfa (Hα) līnija no Balmera sērijas ar viļņa garumu 656,3 nm, kas Saules uzņēmumam dod sarkanīgu nokrāsu. Tāpat plaši tiek lietoti divi jonizētā kalcija violeto Fraunhofera līniju filtri, kas Saules uzņēmumiem dod zilganu nokrāsu. Tās ir Ca II K (393,4 nm) un Ca II H (396,8 nm) līnijas. Galvenās hromosfēras struktūras, kas ir redzamas šajās līnijās, ir:
Hromosfēra ir ne tikai Saulei, bet arī citām zvaigznēm. Taču to novērošana ir saistīta ar daudz lielākām grūtībām, nekā Saules hromosfēras novērošana.