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 phình to đáng kể, biến nó thành một ngôi sao khổng lồ đỏ.
Trong quá trình 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 không chắc chắn, nhưng có thể hành tinh của chúng ta cũng sẽ bị kéo vào và bị thiêu rụi 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 khác khi nó trút bỏ lớp vỏ ngoài và co lại thành một vật thể có kích thước tương đương với Trái Đất nhưng có 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 trở thành một vùng đất băng giá, hoang tàn và chìm trong bóng tối vĩnh cửu. Tuy nhiên, về mặt kỹ thuật, hệ Mặt Trời vẫn chưa hoàn toàn chết đi. 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 có thể sẽ bị phá vỡ. Các hành tinh sẽ có nguy cơ va chạm vào nhau hoặc bị một ngôi sao lang thang xé toạc. Thậm chí, có thể một số hành tinh sẽ 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. Hệ Mặt Trời sẽ kết thúc trong một trạng thái hoàn toàn mới và khó lường.
