目前太阳内部正进行氢聚变为氦的热核反应,热核反应产生向外的辐射压和向内的引力,两者现在处于相对稳定的阶段。由于太阳中心的温度比外层的温度高,所以中心的核反应速度快,当中心内的氢燃烧完毕时就形成了一个氦核。随着氢的不断枯竭氦核就不断地扩大,当氦核的质量扩大到整个恒星质量的10%时,氦核(太阳的内核)开始收缩并放出能量。一部分能量会使氦核本身的温度增高,还有一部分能量会使太阳的体积增大几千倍(太阳的外壳),太阳的光度也随之增强。由于这时辐射能量的增加跟不上表面积的增加,所以太阳表面温度会降低。 这时的太阳进入了膨胀阶段,上述过程最终使太阳变成一个体积大、发红光、温度低、光度高的"红巨星"。太阳变成红巨星后,它的体积将扩大到水星轨道外侧,地球温度增高使人类无法生存。
太阳演变到红巨星后要稳定十亿年左右,当核心的氦消耗完时,核心会再次收缩从而使温度与密度增高。当温度达到六亿度时,碳开始发生核反应并转化为氧和镁等元素。约一万年后碳消耗完时,核心再次收缩使温度上升到20亿度,氧发生核反应并转化为氖和硫等元素...这样的核反应一个连续一个地进行,最终核反应停止全部转化为最稳定的铁核反应才停止。
当温度达到60亿度时,发生极强的中微子辐射。中微子不带电,静止质量接近于零穿透力极强,从太阳内部带走大量能量使辐射压变小,于是太阳发生坍缩。恒星坍缩后剩余质量如果小于1.3个太阳的质量时,会变成体积小、温度巨增、由超密物质组成的"白矮星"。