Il sistema solare si è formato circa 4,6 miliardi di anni fa. Anche se non possiamo testimoniare l’evento, gli scienziati lo ricostruiscono attraverso modelli teorici e prove empiriche. Una massiccia nube composta principalmente da idrogeno è collassata sotto la gravità, accendendo il Sole nel suo nucleo. La radiazione solare risultante ha spinto gli elementi più leggeri verso l'esterno mentre la gravità ha attirato gli atomi più pesanti verso l'interno, ponendo le basi per la formazione dei pianeti.
Mentre la gravità del Sole si bilanciava con la pressione verso l’esterno, gli atomi vicini cominciarono ad accumularsi in ammassi sempre più grandi. Questi protopianeti sono cresciuti scontrandosi tra loro, formando infine i pianeti che vediamo oggi. La vicinanza al Sole determinava la composizione:i pianeti interni incorporavano materiali più pesanti, mentre i corpi esterni conservavano elementi più leggeri. All'interno di ciascun pianeta, la differenziazione ha concentrato i materiali più densi verso il nucleo, lasciando le sostanze più leggere più vicino alla superficie.
All’inizio degli anni ’70, gli scienziati planetari proposero l’ipotesi dell’impatto gigante (o grande impatto). Si ipotizza che un corpo delle dimensioni di Marte, spesso chiamato Theia, si sia scontrato con la proto-Terra. L’impatto ha espulso in orbita una quantità significativa di materiale esterno della Terra, che successivamente si è coalizzato nella Luna. L'impatto ha anche inclinato l'asse di rotazione della Terra di circa 23,5°, producendo il ciclo stagionale che sperimentiamo.
Poiché il nucleo del corpo in collisione si è fuso con quello della Terra, solo il materiale più leggero, simile alla crosta, è stato lanciato nello spazio. Di conseguenza, la massa della Luna è impoverita di ferro e di altri elementi pesanti, conferendole una densità inferiore a quella della Terra. Questa osservazione, insieme alla rotazione sincrona della Terra e della Luna e alla corrispondenza precisa delle firme isotopiche, supporta fortemente il modello dell'impatto gigante.
