Trong khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ cạn kiệt nhiên liệu hydro và bước vào một giai đoạn biến đổi drastic. Lõi của ngôi sao trung tâm hệ Mặt Trời sẽ sụp đổ trong khi lớp vỏ ngoài sẽ phình to với mức độ khổng lồ, biến nó thành một ngôi sao khổng lồ đỏ.
Quá trình này sẽ có tác động nghiêm trọng đến 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 hành tinh của chúng ta cũng sẽ bị kéo vào và tiêu tan trong biển lửa của Mặt Trời.
Khoảng 1 tỷ năm sau giai đoạn trở thành người khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ trải qua một sự thay đổi lớn khi nó 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. Đây là giai đoạn Mặt Trời trở thành một sao lùn trắng.
Sau sự kiện này, hệ Mặt Trời sẽ trở thành một nơi lạnh lẽo, hoang tàn và chìm trong bóng tối vĩnh cửu. Mặc dù vậy, về mặt kỹ thuật, hệ Mặt Trời vẫn chưa bị xem là đã chết hoàn toàn. 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 thể tưởng tượng được tiếp theo, sự cân bằng hấp dẫn của hệ Mặt Trời sẽ bị phá vỡ. Các hành tinh có thể va chạm vào 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. Chỉ còn lại những dư âm và mảnh vỡ của một quá khứ huy hoàng đã qua đi.