Trong khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ cạn kiệt nhiên liệu hydro và bước vào một giai đoạn biến đổi nghiêm trọng. Lúc đó, lõi của ngôi sao trung tâm hệ Mặt Trời sẽ sụp đổ đồng thời lớp vỏ ngoài sẽ giãn nở trên quy mô lớn, biến nó thành một ngôi sao khổng lồ đỏ.
Ở giai đoạn này, hai hành tinh Sao Thủy và Sao Kim có khả năng cao sẽ bị Mặt Trời nuốt chửng. Số phận của Trái Đất vẫn còn nhiều điều chưa thể xác định, nhưng có thể hành tinh của chúng ta cũng sẽ bị kéo vào và thiêu rụi trong biển lửa của Mặt Trời.
Khoảng 1 tỷ năm sau giai đoạn trở thành ngôi sao khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ thoát bỏ lớp vỏ ngoài và co lại thành một vật thể có kích thước tương đương với Trái Đất nhưng sở hữu mật độ vật chất cực kỳ cao, từ đó trở thành một sao lùn trắng.
Lúc này, hệ Mặt Trời sẽ trở thành một vùng đất lạnh giá, hoang tàn và chìm trong bóng tối kéo dài mãi mãi. Tuy nhiên, trên phương diện kỹ thuật, hệ Mặt Trời vẫn chưa thực sự “chết”. Các hành tinh lớn như Sao Mộc và Sao Thổ vẫn sẽ tiếp tục quay quanh tàn dư của Mặt Trời trong một vũ điệu cô độc dài vô tận.
Trong thời gian dài khó có thể ước tính được, sự cân bằng hấp dẫn của hệ Mặt Trời sẽ bị phá vỡ và các va chạm, biến động sẽ diễn ra. Các hành tinh có thể va vào nhau, bị một ngôi sao lang thang kéo xé hoặc bị đẩy văng ra khỏi hệ Mặt Trời mãi mãi.
Và cuối cùng, có lẽ sau hàng triệu tỷ năm, sẽ không còn gì sót lại của hệ Mặt Trời như chúng ta đã từng biết. Các hành tinh và vật thể sẽ không còn tồn tại theo hình thái hiện tại, kết thúc một kỷ nguyên trong vũ trụ.
