ในระยะนี้ของอายุดวงอาทิตย์ แกนกลางของมันคือไฮโดรเจนประมาณ 74 เปอร์เซ็นต์ ในอีกห้าพันล้านปีข้างหน้า ดวงอาทิตย์จะเผาผลาญไฮโดรเจนเกือบทั้งหมด และฮีเลียมจะกลายเป็นแหล่งเชื้อเพลิงหลัก ในช่วงห้าพันล้านปีนั้น ดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนจาก "ดาวแคระเหลือง" เป็น " ดาวยักษ์แดง"” เมื่อไฮโดรเจนในแกนกลางของดวงอาทิตย์ถูกใช้ไปเกือบทั้งหมด แกนกลางจะหดตัวและร้อนขึ้น เพิ่มปริมาณนิวเคลียร์ฟิวชันที่เกิดขึ้น ชั้นนอกของ ดวงอาทิตย์ จะขยายตัวจากพลังงานพิเศษนี้ ดวงอาทิตย์จะขยายเป็น 200 เท่าของรัศมีปัจจุบัน กลืนดาวพุธและดาวศุกร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ถกเถียงกันว่าวงโคจรของโลกจะขยายออกไปไกลเกินกว่าที่ดวงอาทิตย์จะไปถึงหรือไม่ หรือโลกของเราจะถูกกลืนกินโดยดวงอาทิตย์เช่นกัน เมื่อดวงอาทิตย์ขยายตัว มันจะกระจายพลังงานไปทั่วพื้นผิวที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งมีผลทำให้ดาวเย็นลงโดยรวม การเย็นลงนี้จะเปลี่ยนแสงที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์ให้เป็นสีแดง ซึ่งเป็นดาวยักษ์แดง