채층(彩層, 영어: chromosphere)은 태양 대기를 크게 세 층으로 나누었을 때 그 중 두 번째 층이다. 광구(光球)의 위층에 위치하며, 천이영역을 사이에 두고 코로나(corona)의 아래층에 해당한다. 두께는 약 1,600km에서 3,000~5,000km에 이르는 것으로 알려져 있다.
채층은 선홍색을 띠지만 평소에는 그 아래층인 광구가 너무 밝아 육안으로 보이지 않는다. 개기일식 때 태양 가장자리에서 붉은 띠 형태로 관측되며, 이 붉은색은 수소 원자의 발머계열 Hα 선(파장 6563옹스트롬)에서 비롯된다. 일식 외에는 특수한 파장의 필터나 분광 장비를 이용하여 관측한다.
채층의 밀도는 광구의 1만분의 1, 지구 대기의 1000만분의 1에 불과할 정도로 희박하다. 밀도는 태양 중심에서 멀어질수록 감소하며, 가장 아래에서 약 2×10⁻⁴ kg/m³, 가장 위에서 약 1.6×10⁻¹¹ kg/m³ 정도이다. 온도는 가장 아래에서 약 6,000켈빈(K)에서 시작하여 위로 올라가면서 약 3,800K까지 떨어졌다가, 코로나와 만나는 천이영역에서 35,000K까지 급상승한다. 이는 광구에서 멀어질수록 온도가 낮아지는 일반적인 열역학적 경향과 반대되는 현상으로, 그 원인은 아직 완전히 이해되지 않았으며 자기 재결합(magnetic reconnection)을 통해 일부 설명이 시도되고 있다.
채층은 균일한 단일 층이 아니라, 스피큘(spicule)이라고 불리는 수직으로 뻗은 침상체(針狀體)들의 집합체이다. 개개의 스피큘은 지름 수백 km, 길이 수천 km에 이르며, 약 20km/s의 속도로 상승하거나 하강하고 수명은 수 분 정도이다.
어원적으로 '채층'은 '채색(彩色, 색을 칠함)'과 '층(層, 층)'의 합성어로, '색깔을 띤 층'이라는 뜻이다. 영어 명칭 chromosphere도 그리스어 chroma(색)와 sphaira(구체)에서 유래하여 '색깔의 구체'라는 의미를 지닌다.
태양 외에도 다른 항성에서 채층이 관측된 바 있으며, 채층 활동은 항성의 자기 활동과 관련된 중요한 연구 대상이다.
