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, trong khi lớp vỏ ngoài sẽ phình to đáng kể, biến nó thành một ngôi sao khổng lồ đỏ.
Quá trình này sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho các hành tinh trong hệ Mặt Trời. Sao Thủy và Sao Kim có khả năng cao sẽ bị Mặt Trời nuốt chửng do vị trí của chúng quá gần với ngôi sao này. Số phận của Trái Đất vẫn còn nhiều điều không chắc chắn, nhưng có thể nó cũng sẽ bị kéo vào và bị 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 trải qua một sự thay đổi khác. Nó sẽ trút bỏ lớp vỏ ngoài và co lại thành một vật thể có kích thước tương đương với Trái Đất, nhưng với mật độ vật chất cực kỳ cao. Khi đó, Mặt Trời sẽ trở thành một sao lùn trắng.
Sau sự kiện này, hệ Mặt Trời sẽ thay đổi hoàn toàn. Hệ thống sẽ trở nên băng giá, hoang tàn và chìm trong bóng tối vĩnh cửu. Tuy nhiên, trên phương diện kỹ thuật, hệ Mặt Trời vẫn chưa chết hẳn. Các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc và Sao Thổ vẫn sẽ tiếp tục quay quanh xác chết của Mặt Trời trong một vũ điệu cô độc, kéo dài hàng tỷ năm.
Trong thời gian dài không tưởng sau đó, sự cân bằng hấp dẫn của hệ Mặt Trời sẽ bị phá vỡ. Các hành tinh có thể va chạm vào nhau, hoặc bị một ngôi sao lang thang xé toạc. Thậm chí, chúng có thể bị văng ra khỏi hệ Mặt Trời mãi mãi.
Cuối cùng, sau hàng triệu tỷ năm, có lẽ sẽ không còn gì sót lại từ hệ Mặt Trời mà chúng ta từng biết. Những tàn dư của hệ Mặt Trời sẽ tồn tại trong một vũ trụ lạnh lẽo và xa xôi, như một dấu tích của một quá khứ huy hoàng đã qua đi.
