ماه
شکل‌گیری

مقالهٔ اصلی: فرضیه برخورد بزرگ
ماه ۴٫۵۱ میلیارد سال پیش، نزدیک به ۶۰ میلیون سال پس از تشکیل منظومهٔ شمسی ایجاد شد. چندین سازوکار برای چگونگی پدید آمدن ماه پیشنهاد شده است مانند جدا شدن ماه از پوستهٔ زمین در اثر نیروی گریز از مرکز (که باید گردش اولیهٔ زمین بسیار قوی بوده باشد)، نیروی جاذبهٔ ماه دیگری که پیشتر تشکیل شده است(که برای آن باید اتمسفر زمین به طرز غیرمنطقی گسترش یافته باشد که انرژی ماه عبوری را هدر دهد)، تشکیل همزمان ماه و زمین از آغاز به صورت قرص برافزایشی (که نبود یا کمبود فلزها در ماه را نمی‌تواند توضیح دهد). هیچ‌کدام از این فرضیه‌ها نمی‌تواند تکانه زاویه‌ای بزرگ میان ماه و زمین را تأمین کند.
فرضیهٔ پذیرفته‌تر برای پدیداری ماه این است که سامانهٔ ماه-زمین پس از برخورد جِرمی به بزرگی مریخ (به نام تیا) با زمین نخستین به‌وجود آمده است (فرضیه برخورد بزرگ). برخورد باعث شد جرم‌هایی از زمین کَنده وارد مدار زمین شود سپس با گذشت سال‌ها این جرم‌ها یکپارچه شدند و ماه شکل می‌گیرد.
در کنفرانس ۱۹۸۴ کونا، هاوایی، فرضیهٔ برخورد بیش از همه مورد پذیرش قرار گرفت:
پیش از کنفرانس شرکت کنندگان به سه دسته تقسیم می‌شدند، آنهایی که به سه نظریهٔ سنتی تشکیل ماه باور داشتند، گروه اندکی که تازه داشتند برخورد بزرگ را جدی می‌گرفتند و دستهٔ بزرگی که در میانه قرار داشتند، نسبت به بحث بی‌تفاوت بودند و معتقد بودند که این بحث هرگز به نتیجه نمی‌رسد. پس از کنفرانس تنها دو گروه اصلی وجود داشت: گروه طرفداران برخورد بزرگ و ندانم‌گراها
برخوردهای بزرگ در دوران آغازین منظومهٔ شمسی بسیار معمول بوده است، شبیه‌سازی کامپیوتری برخوردهای پرقدرت نشان داده که جرم هسته ماه با گشتاور (حرکت زاویه دار) سامانه زمین-ماه همخوانی دارد، همچنین شیبه سازی‌های قدیمی نشان دادند که بیشتر جرم ماه از جرم برخوردکننده گرفته شده است و نه از زمین نخستین؛ اما شبیه‌سازی‌های تازه‌تر بیان می‌دارد که بخش زیادی از جرم ماه از زمین نخستین گرفته شده است. دیگر جرم‌های داخل سامانه خورشیدی مانند وستا و مریخ بر اساس شهاب سنگ‌هایی که از آنها به دست آمده ترکیب‌های ایزوتوپی بسیار متفاوتی از اکسیژن و تنگستن نسبت به آنچه در زمین است دارند اما ماه و زمین ترکیب‌های ایزوتوپی تقریباً یکسانی دارند. نزدیکی ایزوتوپ‌های ماه و زمین می‌تواند ناشی از آمیخته شدن بخارهایی باشد که پس از برخورد ایجاد شده است البته بر سر این مطلب هنوز اختلاف نظر وجود دارد.
برخورد بزرگ انرژی زیادی آزاد کرد و مواد آزاد شده دوباره در اثر نیروی گرانش به سامانهٔ ماه-زمین تبدیل شد. این احتمالاً باعث مذاب شدن لایهٔ بیرونی زمین و تشکیل اقیانوسی از مواد مذاب شده است؛ به طریق مشابه ماه تازه تشکیل شده هم تأثیر پذیرفته و اقیانوسی از مواد مذاب در سطحش تشکیل شده است که عمق آن از ۵۰۰ کیلومتر تا ۱۷۳۷ کیلومتر برآورد می‌شود. همچنین پوستهٔ چهرهٔ دورتر ماه ۵۰ کیلومتر از چهرهٔ نزدیک تر ماه ضخیم‌تر است، پژوهشگران هنوز در این باره تحقیق می‌کنند.
در حالی که فرضیهٔ برخورد بزرگ بسیاری از شواهد را توضیح می‌دهد اما همچنان سوالات بسیاری بی‌پاسخ مانده است که مهم‌ترین آنها دربارهٔ ترکیبات ماه است.
اقیانوس طوفان‌ها («اقیانوسی از طوفان‌ها»)
دره کافتی باستانی با ساختار مستطیلی
درهٔ کافتی باستانی - بستر
بزرگنمایی از درهٔ کافتی باستانی - تصور هنرمند
در سال ۲۰۰۱ گروهی از دانشگاه کارنگی واشینگتن گزارشی بسیار دقیق از ایزوتوپ‌های سنگ‌های ماه ارایه کردند.
با کمال تعجب آنها دریافتند که سنگ‌های به‌دست آمده از برنامه فضایی آپولو همان نشانه‌های ایزوتوپی را داشتند که سنگ‌های زمین داشت اما با تقریباً با تمام جرم‌های دیگر سامانهٔ خورشیدی متفاوت است. این مشاهده به این دلیل غیرقابل انتظار بود که تصور می‌شود بیشتر مادهٔ سازندهٔ ماه از تیا گرفته شده است در سال ۲۰۰۷ نیز اعلام شد که کمتر از ۱ درصد احتمال این وجود دارد که تیا و زمین نشانه‌های ایزوتوپی یکسان داشته باشند. در سال ۲۰۱۲ اعلام شد که دیگر نمونه‌های گرفته شده از ماه توسط آپولو ایزوتوپ‌های تیتانیم یکسان با زمین دارند.