Ngoài sao Hải Vương, hệ mặt trời không kết thúc ở đó. Nó tiếp tục kéo dài đến Vành đai Kuiper, một vành đai rộng lớn gồm các thiên thể băng giá trải dài từ khoảng 30 đến 50 đơn vị thiên văn tính từ Mặt Trời. Nó tương tự như vành đai tiểu hành tinh, nhưng lớn hơn và lạnh hơn nhiều. Các vật thể trong vành đai này được cấu tạo từ đá, băng nước, metan và amoniac.

Vành đai Kuiper là nơi tọa lạc của Sao Diêm Vương, Haumea và Makemake, ba trong số năm hành tinh lùn được công nhận. Nó cũng chứa hàng trăm nghìn thiên thể băng giá nhỏ hơn. Một số có vệ tinh. Một số có vành đai. Một số là hệ sao đôi. Sự đa dạng này thật đáng ngạc nhiên đối với một vùng lạnh giá và xa xôi như vậy.

Vành đai thiên hà là tàn dư của quá trình hình thành hệ mặt trời. Các vật thể trong đó chưa bao giờ kết hợp lại thành hành tinh vì khu vực này quá thưa thớt và quỹ đạo quá ổn định. Chúng bảo tồn thành phần hóa học của tinh vân mặt trời sơ khai. Nghiên cứu chúng cho chúng ta biết các thành phần cấu tạo nên các hành tinh.

Vành đai Kuiper cũng là nguồn gốc của các sao chổi chu kỳ ngắn. Tương tác hấp dẫn với Sao Hải Vương đôi khi đẩy một vật thể băng giá vào bên trong, nơi nó trở thành sao chổi. Sao chổi Halley là một vật thể thuộc Vành đai Kuiper, và nhiều sao chổi khác ghé thăm hệ mặt trời bên trong cũng vậy.