تصف معضلة الشمس الصغيرة الخافتة التعارض الظاهر بين ملاحظة وجود مياه سائلة في تاريخ الأرض مبكرًا وتوقع الفيزياء الفلكية أن الطاقة الناتجة من الشمس كانت يجب أن تكون شدتها في تلك الحقبة 70 بالمئة فقط من شدتها في الحقبة الحديثة. طُرحت هذه المشكلة بواسطة الفلكيين كارل ساجان وجورج مولين في عام 1972. اقترحت لهذه المشكلة حلول تأخذ في الاعتبار تأثيرات الصوبة الزجاجية والتأثيرات الفلكية الفيزيائية أو جمعت بين الاثنين.
هناك سؤال لم نجد إجابة له بعد وهو كيف استمر مناخ ملائم للحياة على سطح الأرض على مدار هذه الفترة الزمنية الطويلة بالرغم من تنوع شدة الطاقة الشمسية والاختلاف الكبير الذي يطرأ على حالة الأرض.