在大约50亿年之内，太阳内部的氢元素几乎会全部消耗尽，太阳的核心将发生坍缩，导致温度上升，这一过程将一直持续到太阳开始把氦元素聚变成碳元素。由于氦燃烧产生的能量比氢燃烧产生的能量多，因此太阳的外层将膨胀，并且把一部分外层大气释放到太空中。当转向新燃料的过程结束时，太阳的质量将稍微下降，外层将延伸到地球或者火星目前运行的轨道处（这时由于太阳质量的下降，这两颗行星将会离太阳更远）。由于太阳能量的增长与半径增长不相称，太阳表面的温度将比现在低，从而变成一颗红巨星。这颗红巨星经过几十亿年后，氦燃料也将消耗完毕。像第一次消耗完氢燃料一样，太阳的内核又会收缩，内部温度上升。对很大的恒星来说，这一次坍缩会导致碳元素的聚变。然而由于太阳的质量不足以产生碳聚变，这样它将变成一颗白矮星。