Можливо, Місяць утворилася в результаті зіткнення Землі з небесним тілом, маса якого перевищувала масу Марса.
Серед всіх внутрішніх планет Сонячної системи Земля єдина має великий супутник. Походження Місяця - одна з найдавніших загадок астрономії, проте багато планетологи сьогодні вважають її нарешті вирішеною. Спочатку питання стояло наступним чином: чому середня щільність місячного речовини в 1,5 з лишком рази нижче середньої щільності земної при практично однаковому хімічному складі того і іншого (3,6 проти 5,5 од. Щільності води)? Після того як була отримана відповідь, згідно з яким причина такої невідповідності полягає у відсутності в Місяця, на відміну від Землі, щільного розпеченого залізного ядра, питання встав по-іншому: чому так схожі за складом небесні тіла - Земля і Місяць - мають настільки різну внутрішню структуру?
Відповідно до гіпотези газопилової хмари, планетні тіла утворюються з навколозоряної речовини, розподіленого в площині околосолнечной дискової туманності, і, як наслідок, повинні мати приблизно одним і тим же хімічним складом. Початкові теорії походження Місяця можна умовно поділити на дві категорії: теорії захоплення і приливні теорії.
Перша і сама древня з них мала на увазі, що Місяць представляє собою незалежно сформувалася в Сонячній системі планету, яка опинилася в безпосередній близькості від Землі і захоплену нею як супутника. Однак ця теорія не витримує сьогодні жодної критики, оскільки динаміка процесу захоплення, в результаті якого тіло, що рухалося за незалежної геліоцентричної орбіті навколо Сонця, могло б перейти на геоцентричну і практично кругову орбіту навколо Землі, суперечить усім відомим фізичним законам.
Конкуруюча приливна теорія передбачала, що Земля в далекому минулому оберталася навколо своєї осі значно швидше, ніж сьогодні, в результаті чого на поверхні планети порушувалися потужні відцентрові сили, під впливом яких (відповідно до більшості приливних теорій, їх дія була посиленно гравітаційним впливом пролітав у безпосередній близькості від Землі великого небесного тіла) від нашої планети відірвався великий шматок, який і виявився, в остаточному підсумку, на стаціонарній орбіті навколо Землі. Висувалися навіть гіпотези, ніби Тихоокеанська западина на поверхні Землі являє собою «післяпологову травму», зазнану нашою планетою в результаті народження Місяця.
Дослідження хімічного складу місячного речовини, однак, спростовують обидві вищеописані гіпотези. З одного боку, Місяць занадто близька до Землі по своєму хімічному складу, щоб сформуватися далеко від нашої планети, з іншого - недостатньо близька, щоб бути її осколком.
В останні десятиліття ХХ століття, однак, з'явилася і ще одна гіпотеза, що завоювала достатню визнання в наукових колах. На ранньому етапі формування Сонячної системи Земля та інші недавно сформувалися планетні тіла, будучи, по суті, ще практично цілком рідкими і що складаються з магми сучасних геологічних порід, піддавалися інтенсивному бомбардуванню безліччю більш дрібних новоутворених тел розміром з сучасні великі астероїди. Кінетична енергія падаючих на Землю тіл була настільки висока, що, перетворюючись у теплову, вона підтримувала земна речовина в розплавленому стані, в результаті чого і відбувалася його подальша диференціація: важкі залізо і нікель тонули в напрямку центру Землі і формували її ядро, а більш легкі речовини, шлаки і солі спливали, утворюючи мантію і прообраз гірських порід майбутньої земної кори (див. Тектоніка плит). Саме на цій стадії або дещо пізніше, поки земна кора ще до кінця не оформилася, в Землю врізалося небесне тіло розміром не менше Марса. У результаті цього катаклізму на навколоземну орбіту виявилося буквально виплеснуто значну кількість речовини земної мантії і кори, з яких незабаром і сформувалася Місяць.
Ця теорія, що отримала назву гіпотези гігантського зіткнення (а неформально - гіпотези великого виплеску), пояснює і низьку щільність місячної речовини, і близькість його хімічного складу до хімічного складу речовини земної кори і мантії, оскільки земне ядро гігантським зіткненням порушено не було і на орбіту не попало. Вирішальні докази на користь цієї гіпотези надійшли на Землю разом із зразками місячного грунту, доставленими американськими астронавтами з місячних експедицій на борту «Аполлонов». У результаті аналізу співвідношення різних ізотопів кисню (див. Радіоактивність) у них вдалося встановити точний збіг віку місячних і земних мінералів.