Trong khoảng 5 tỷ năm nữa, Mặt Trời sẽ cạn kiệt nhiên liệu hydro và bước vào một giai đoạn biến đổi lớn. Lúc đó, lõi của ngôi sao trung tâm hệ Mặt Trời sẽ sụp đổ, trong khi lớp vỏ ngoài sẽ giãn nở đáng kể, biến nó thành một người khổng lồ đỏ khổng lồ.
Quá trình này sẽ gây ra những thay đổi nghiêm trọng cho các hành tinh trong hệ Mặt Trời. Hai hành tinh Sao Thủy và Sao Kim có khả năng cao sẽ bị Mặt Trời nuốt chửng do quỹ đạo của chúng quá gần với Mặt Trời. Số phận của Trái Đất, hành tinh chúng ta đang sống, vẫn còn là một câu hỏi lớn. Nhiều nhà khoa học dự đoán rằng Trái Đất cũng có thể sẽ bị kéo vào vùng biển lửa của Mặt Trời và bị thiêu rụi.
Sau giai đoạn người khổng lồ đỏ, khoảng 1 tỷ năm sau, Mặt Trời sẽ trải qua một giai đoạn mới. Nó sẽ loại bỏ lớp vỏ ngoài và co lại thành một sao lùn trắng, một vật thể có kích thước tương đương với Trái Đất nhưng với mật độ vật chất cực kỳ cao. Khi đó, hệ Mặt Trời sẽ trở thành một nơi lạnh lẽo, hoang tàn và chìm trong bóng tối vĩnh cửu.
Nhưng về mặt kỹ thuật, hệ Mặt Trời vẫn chưa thực sự “chết”. Các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc và Sao Thổ vẫn sẽ tiếp tục quay quanh Mặt Trời, mặc dù đã “chết”, trong một vũ điệu cô độc kéo dài hàng tỷ năm.
Trong thời gian dài không tưởng tiếp theo, sự cân bằng hấp dẫn của hệ Mặt Trời sẽ dần bị phá vỡ. Các hành tinh có thể sẽ va chạm với nhau, hoặc bị một ngôi sao lang thang xé toạc. Cũng có khả năng các hành tinh sẽ bị văng ra khỏi hệ Mặt Trời mãi mãi. Cuối cùng, có lẽ sau hàng triệu tỷ năm, hệ Mặt Trời sẽ không còn gì giống như chúng ta đã biết.