Giả thuyết ban đầu cho rằng Mặt Trăng đã được hình thành khi Theia, một hành tinh kích thước nhỏ va chạm nhẹ vào Trái Đất và bị vỡ ra. Một trong những mảnh vỡ của Theia mà lực hấp dẫn của Trái Đất bắt được đã trở thành vệ tinh tự nhiên của hành tinh chúng ta — Mặt Trăng. Nhưng nếu thực sự mọi điều đã xảy ra như mô tả trên, Mặt Trăng đáng ra phải có thành phần hóa học khác hẳn Trái Đất. Sau khi nghiên cứu mẫu đá mặt trăng mà các phi hành gia thực hiện sứ mệnh "Apollo" thu được, các học giả của Đại học California phát hiện rằng những đồng vị oxy trên mặt trăng cũng giống hệt như những đồng vị trên Trái Đất.
Điều đó có nghĩa là vụ va chạm giữa Trái Đất trẻ và hành tinh Theia đã vô cùng mạnh đến độ hai thiên thể này "hòa vào nhau" và tạo thành một hành tinh mới, trong quá trình đó, một mảnh vỡ của nó đã văng ra và trở thành Mặt Trăng.
Vụ va chạm với Theia xảy ra khoảng 100 triệu năm sau khi Trái Đất được hình thành, vào khoảng 4,5 tỷ năm trước. Theia là một thiên thể đang phát triển, và nếu như không phải "vụ tai nạn" không gian, nó hoàn toàn đã có thể trở thành một hành tinh. Về kích thước, Theia có thể gần bằng Trái Đất hoặc có lẽ gần bằng sao Hỏa.
