目前太阳所处的主序星阶段,通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算机模拟,已经历了大约45.7亿年.据研究,45.9亿年前一团氢分子云的迅速坍缩形成了一颗第三代第一星族的金牛T星,即太阳.这颗新生的恒星沿着距银河系中心约27,000光年的近乎圆形轨道运行. 太阳在其主序星阶段已经到了中年期,在这个阶段它核心内部发生的恒星核合成反应将氢聚变为氦.在太阳的核心,每秒能将超过400万吨物质转化为能量,生成中微子和太阳辐射.以这个速度,太阳至今已经将大约100个地球质量的物质转化成了能量.太阳作为主序星的时间大约持续100亿年左右. 太阳的质量不足以爆发为超新星.在50~60亿年后,太阳内的氢消耗殆尽,核心中主要是氦原子,太阳将转变成红巨星,当其核心的氢耗尽导致核心收缩及温度升高时,太阳外层将会膨胀.当其核心温度升高到 100,000,000 K时,将发生氦的聚变而产生碳,从而进入渐近巨星分支,而当太阳内的氦元素也全部转化为碳后,太阳将不再发光,成为一颗死星（Black dwarf）.
地球的未来与太阳有密切的关联,由于氦的灰烬在太阳的核心稳定的累积,太阳光度将缓慢地增加,在未来的11亿年中,太阳的光度将增加10%,之后的35亿年又将增加40%.气候模型显示抵达地球的辐射增加,可能会有可怕的后果,包括地球的海洋可能消失. 地球表面温度的增加会加速无机的二氧化碳循环,使它的浓度在9亿年间还原至植物致死的水平（对C4光合作用是10 ppm）.缺乏植物会导致大气层中氧气的流失,那么动物也将在数百万年内绝种.而即使太阳是永恒和稳定的,地球内部持续的冷却,也会造成海洋和大气层的损失（由于火山活动降低）.在之后的数十亿年,表面的水将完全消失,并且全球的平均温度将可能达到70°C. 太阳,在它演化的一部分,在大约50亿年后将成为红巨星.模型预测届时的太阳直径将膨胀至现在的250倍,大约1天文单位（149,597,871千米）.地球的命运并不很清楚,当太阳成为红巨星时,大约已经流失了30%的质量,所以若不考虑潮汐的影响,当太阳达到最大半径时,地球会在距离太阳大约1.7天文单位（254,316,380千米）的轨道上,因此,地球会逃逸在太阳松散的大气层封包之外.然而,绝大部分（如果不是全部）现在的生物会因为与太阳过度的接近而被摧毁.可是,最近的模拟显示由于潮汐作用和拖曳将使地球的轨道衰减,也有可能将地球推出太阳系
