Jordens fremtid vil afhænge af flere store faktorer: ændringer i solens lysstyrke, tab af varme fra Jordens indre, og ændringer i planetens bane som følge af påvirkninger fra resten af solsystemet. Disse processer virker på meget forskellige tidsskalaer og kan føre til både gentagne cyklusser (som istider) og til meget langsigtede, irreversible forandringer (som tab af havene eller planetens endelige undergang).
Istider og Milankovitch-cyklusser
På kortere geologiske tidsskalaer forventes Jorden fortsat at gennemgå gentagne istids- og mellemistidsperioder. Milankovitch-teorien forklarer disse cyklusser ved variationer i tre ting: Jordens kredsløbs excentricitet (hvor cirkulært kredsløbet er), aksens hældning (obliquitet) og præcessionen (drejning af akse- og perihelpunkt). Kombinationen af disse ændringer påvirker, hvordan solens energi fordeles over årstiderne og breddegraderne, og dermed klimaets lange svingninger.
Pladetektonik og superkontinenter
Over hundreder af millioner år vil pladetektonikken sandsynligvis føre til, at kontinentpladerne samler sig i ét eller flere større kontinenter. Ifølge modeller kan et nyt superkontinent dannes inden for cirka 250–350 millioner år. Dannelse og opløsning af superkontinenter påvirker klimaet (gennem ændringer i havstrømme og vejrbilleder), havniveau, bjergdannelse og den globale kulstofcyklus.
Aksens hældning og langtidssvingninger
Jordens akselhældning kan også ændre sig over lange tidsperioder. I dag stabiliseres hældningen i høj grad af Månen, men på tidsskalaer på mange hundrede millioner til milliarder af år kan resonanser og ændringer i planetsystemets dynamik føre til store variationer. Nogle modeller foreslår, at aksens hældning på et tidspunkt i løbet af de næste ca. 1,5–4,5 milliarder år potentielt kan ændre sig meget — i ekstreme scenarier op til store vinkler (teoretisk set op til ~90°). Så store ændringer vil give dramatiske sæsonale og klimatiske forskydninger, men sandsynligheden og tidsrammen er usikre og afhænger af detaljerne i Solens, Månens og de andre planeters bevægelser.
Øget solstråling, havtab og ophør af kontinentaldrift
Efterhånden som Solens indre ændrer sig (hydrogen omdannes gradvist til helium i kernen), stiger stjernens samlede lysstyrke langsomt. Den øgede solstråling, der når Jorden, vil over tid varme planetens overflade op. Om én til to milliarder år vurderer mange modeller, at opvarmningen kan blive så stor, at atmosfæren går ind i en "fugtig drivhus"-fase: havvand fordamper i stor skala, vanddamp stiger op i den øvre atmosfære, molekyler spaltes af ultraviolet stråling, og let hydrogen slipper ud i rummet. Med tiden kan dette føre til et næsten fuldstændigt tab af de frie oceaner.
Tabet af havvand har også vigtig indflydelse på kontinentaldriften: vand spiller en central rolle i subduktion og pladekollisionsprocesser ved at sænke smeltepunktet i bjergarter og virke som smøremiddel i pladegrænser. Når vandmængden falder, kan plademargenerne blive mindre aktive, og mantelkonvektionen kan ændres, hvilket efter lang tid kan føre til aftagende og til sidst standsende pladetektonik. Samtidig vil ændringer i varmeproduktionen fra Jordens indre (langsom afkøling af kernen og nedgang i radioaktiv opvarmning) også reducere drivkraften for pladetektonik.
Runaway/drivhuseffekt og tab af biosfæren
Når opvarmningen fortsætter over milliarder af år, kan Jorden bevæge sig mod en mere ekstrem drivhuseffekt. Om cirka fire milliarder år kan stigningen i overfladetemperatur blive så kraftig, at en udbredt drivhuseffekt opstår: havene er forsvundet eller meget reducerede, atmosfæren er fugtrig og varm, og overfladen bliver ubeboelig for langt størstedelen af livet, som vi kender det. Enkelte mikroorganismer dybt i undergrunden eller i visse isolerede nicher kan muligvis overleve længere, men på planethovedfladen vil de fleste komplekse former for liv være uddøde.
Solens sidste faser og Jordens endelige skæbne
På endnu længere tidsskalaer går Solens udvikling mod sine afsluttende faser: når brændstoffet i kernen ændrer sig, får Solen en dramatisk udvidelse og bliver en røde kæmpe. Om cirka 7–8 milliarder år vil Solens udvidelse sandsynligvis nå ud til eller tæt på Jordens bane. Når det sker, er den mest sandsynlige skæbne for planeten, at den bliver enten brændt væk, forvandlet eller direkte opslugt. Der er dog usikkerhed: Solens massetab gennem solvinden kan flytte planeterne lidt udad, hvilket i nogen grad kan ændre den nøjagtige udfaldsdetalje, men udfaldet for Jorden er i de fleste modeller katastrofalt.
Usikkerheder og konklusion
De beskrevne tidsskalaer og processer bygger på astronomisk og geofysisk modellering og er forbundet med betydelige usikkerheder. Mindre faktorer — som variationer i Solens aktivitet, tilfældige kollisioner med store legemer, eller ukendte geokemiske feedbacks — kan ændre tidspunkter eller detaljer. Men samlet set peger forskningen på et overordnet forløb: fortsatte istidscyklusser i nær geologisk tid, gentagne superkontinenter på hundreder af millioner af års skala, efterfulgt af irreversible opvarmningsfaser over milliarder af år, tab af oceaner og til sidst et dramatisk endeligt i forbindelse med Solens røde kæmpefase.
