Trong khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ cạn kiệt nhiên liệu hydro và trải qua 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 phình to với kích thước khổng lồ, biến nó thành một ngôi sao khổng lồ đỏ.
Trong 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 đồn đoán, tuy nhiên nhiều khả năng hành tinh của chúng ta cũng sẽ bị kéo vào và tiêu hủy trong biển lửa của Mặt Trời.
Khoảng 1 tỷ năm sau giai đoạn trở thành người khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ loại 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. Khi đó, hệ Mặt Trời sẽ trở thành một vùng đất lạnh giá, hoang tàn và chìm trong bóng tối vĩnh cửu.
Về mặt kỹ thuật, hệ Mặt Trời vẫn chưa hoàn toàn chết đi. Các hành tinh lớn như Sao Mộc và Sao Thổ vẫn sẽ tiếp tục quay quanh xác của Mặt Trời trong một vũ điệu đơn độc kéo dài hàng tỷ năm.
Trong khoảng thời gian dài không thể định đoạt tiếp theo, sự cân bằng hấp dẫn của hệ Mặt Trời sẽ bị phá vỡ. Các hành tinh có thể va chạm với nhau, bị một ngôi sao lang thang xé toạc hoặc bị văng ra khỏi hệ Mặt Trời mãi mãi. Cuối cùng, có lẽ sau hàng triệu tỷ năm, sẽ không còn gì sót lại từ hệ Mặt Trời mà chúng ta từng biết đến.
sửa: bỏ nếu không có liên kết thực
Theo các nhà khoa học, sự kiện này đánh dấu sự kết thúc của một kỷ nguyên mới trong vũ trụ, mở ra một chương mới trong lịch sử tồn tại của hệ Mặt Trời. Việc tìm hiểu về những thay đổi của Mặt Trời và hệ Mặt Trời giúp con người có thể mở rộng hiểu biết về vũ trụ và vị trí của Trái Đất trong vũ trụ.