Sachverhalt: A. Die Veranlagungsbehörde Solothurn eröffnete am 15. November 2005 A.X._ und B.X._ nebst der ordentlichen Staatssteuerveranlagung 2000 (Bemessungsjahr 1999) die Jahressteuerveranlagungen für die direkte Bundessteuer 1999 und 2000 (für ausserordentliche Einkünfte der in die Bemessungslücke fallenden Jahre 1999 und 2000) und für die Staatssteuer 2000 (Jahressteuer infolge Wechsels der zeitlichen Bemessung für die natürlichen Personen per 1. Januar 2001). Die Veranlagungsbehörde Solothurn hiess eine Einsprache am 30. April 2008 gegen die Jahressteuerveranlagungen teilweise gut. Die Staatssteuerveranlagung 2000 unterzog sie einer reformatio in peius. Mit Rekurs beschwerten sich die Steuerpflichtigen beim Steuergericht des Kantons Solothurn über Verfahrensfehler, insbesondere hinsichtlich der reformatio in peius, und bestritten, dass Sondereinkommen gegeben sei. Mit Entscheid vom 8. März 2010 wies das Steuergericht das Rechtsmittel in Bezug auf die direkte Bundessteuer und die Staatssteuer ab. Eine Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten der Steuerpflichtigen hiess das Bundesgericht mit Urteil vom 17. November 2011 gut, hob den angefochtenen Entscheid des Steuergerichts des Kantons Solothurn vom 8. März 2010 auf und wies die Sache zu neuem Entscheid zurück. Es erwog, die Besetzung der Richterbank mit sieben Richtern entspreche der Normalbesetzung, das Gesetz sehe aber die Beschlussfähigkeit bereits bei Anwesenheit von fünf Richtern vor; deshalb müsse auch geregelt sein, wann das Gericht mit weniger als sieben Mitgliedern entscheiden dürfe. Einzelheiten könnten im Gerichtsreglement vorgesehen werden. Aufgrund der gesetzlichen Kompetenzdelegation (§ 57 GOG) sei es Sache des kantonalen Steuergerichts, bei Unbestimmtheit der gesetzlichen Ordnung die nötigen Vorschriften zu erlassen. Wichtig sei die Voraussehbarkeit der Besetzung der Richterbank; es müsse ersichtlich sein, wann das Gericht mit weniger als sieben Mitgliedern entscheiden dürfe. Das Geschäftsreglement des Kantonalen Steuergerichts enthalte diesbezüglich aber keine Regel. Im vorliegenden Fall habe die Vorinstanz in der Besetzung mit sechs (ordentlichen) Richtern getagt. Sie habe aber nicht begründet, weshalb auf die Normalbesetzung verzichtet worden sei. Der Anspruch der Beschwerdeführer auf den verfassungsmässigen Richter gemäss Art. 30 Abs. 1 BV sei demnach verletzt. B. Mit Urteil vom 14. Januar 2013 urteilte das Steuergericht des Kantons Solothurn in der Normalbesetzung mit sieben Richtern neu. Dabei wurde gegenüber dem ersten Urteil das ordentliche Mitglied C._ durch das Ersatzmitglied D._ ersetzt. Dem Antrag der Beschwerdeführer, das Verfahren sei vorerst auf die Besetzung des richterlichen Spruchkörpers zu beschränken, wies es ab, soweit es darauf eintrat. Dem zusätzlichen Beweisantrag, es sei eine Parteibefragung durchzuführen, gab es nicht statt. Rekurs und Beschwerde wies es ab. C. Hiergegen führen A.X._ und B.X._ Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten mit dem Hauptantrag, das Urteil des Steuergerichts des Kantons Solothurn vom 14. Januar 2013 hinsichtlich der Jahressteuerveranlagungen für Bund und Kanton und die zugrunde liegenden Veranlagungsverfügungen seien aufzuheben; das Steuergericht sei anzuweisen, ein Urteil zu fällen, das mit dem verfassungsmässigen Anspruch auf ein gesetzmässiges, unabhängiges und unparteiisches Gericht im Einklang stehe. Die Beschwerdeführer stellen zudem verschiedene Eventualanträge. Das Steueramt des Kantons Solothurn, die Eidgenössische Steuerverwaltung und das Steuergericht des Kantons Solothurn beantragen Abweisung der Beschwerde (soweit darauf einzutreten ist). Ein Gesuch um aufschiebende Wirkung der Beschwerde wurde mit Verfügung vom 27. Februar 2013 abgewiesen.