月球可能形成于约45亿年前，在地球形成后不久，有关它的起源有几种假说，得到更多事实证据支持的说法是它形成于地球与火星般大小的天体-忒伊亚之间一次巨大撞击所产生的碎片，在地球外围聚集而形成的大碰撞起源说。研究还认为，这次碰撞规模空前，这颗叫做忒伊亚的行星胚胎跟地球和月球都融合了。
进一步分析，还发现，地球和月球的岩石年龄是非常接近的，这也就说明了，月球和地球原来很有可能是一体的，只是后来分开了而已。也就成为了大碰撞理论的主要证据之一。
但很多事情不能仅仅凭借想象力，尤其是科学，讲究的是证据，大碰撞之所以能够成为主流理论，其实无论是推导过程还是证据都还是挺过硬的。
科学家最新一项研究显示，月球形成于地球地幔的一次自然核爆炸，而不是之前所认为的超大质量星体碰撞地球形成月球。
之前的月球源自碰撞星体理论存在着疑问，按照碰撞理论月球的质量含量应当是80%来自碰撞星体，20%来自地球，但事实上光线同位素比和重元素测量显示，月球岩石成分与地球岩石成分几近相同。
地球和月球融合体理论可以有效地解释月球的形成，该理论认为地球和月球具有类似的同位素比。
据悉，这项理论是查尔斯－达尔文的孙子乔治－达尔文于1879年提出的，他指出最初地球和月球是一个整体熔岩星体，它的旋转速度非常快，这颗星体的重心引力要大于离心力，然而一种排斥力最后将现今月球这一部分质量排斥在地球轨道上，形成了现今的月球。
虽然该理论已形成130年之久，但却遭到了科学界的拒绝，其真相是没有一位科学家可以解释究竟是什么能源力量将月球大小的一部分质量排斥到外轨道上。
目前，有科学家理论认为，离心力浓缩钍和铀等重元素在赤道平面和地球内核－地幔的交界区域，如果浓缩的放射性元素足够高的话，这将酿成一次核链式反应达到超临界状态，导致一次核爆炸。
科学家计算结果显示，放射性元素的浓缩度非常高，足以导致超临界核反应发生。之后地球基本上就变成了一个天然的地球核反应堆，将一部分质量爆炸排斥推向宇宙，就形成了现今的月球。
研究人员推测这种理论解释了月球光线和重元素为什么具有相同同位素组成，不久科学家将进行更多的测试加以证实，由于月球上残留着氙-136和氦-3元素，地球上核反应堆发生反应时就会产生大量这样的物质。
之所以之前未得到科学界的认可，真相在于太阳风沉积了它们大量的同位素在月球表面，与之前爆炸时的同位素进行抵消中和。
2021年10月19日，中国科学院举行嫦娥五号月球样品研究成果发布会。中国科学院联合多家机构面向全世界发布，中国科学家揭示了月球晚期演化的奥秘，月球在距今约20亿年仍有岩浆活动，它不但比人们想象中更长寿，而且长寿的秘诀竟然和科学界以前设想的不同，既不是因为源区富集放射性生热元素，也不是因为岩浆源区富含水而降低了熔点。中国科学家通过嫦娥五号采回的月球样品发现，月球的岩浆活动一直持续到距今约20亿年，月球的寿命比此前推测的又延长了约8亿岁。不管月球的成因如何，但是因为有了月球的存在，我们才能欣赏到月全食、潮起潮落等景象。