月球是距我们最近的天体，也是人类下一步将要开发的目标。有关月球的一切都让科学家们倍感兴趣，特别是月球与地球之间的关系，它们究竟是“兄弟”还是“母女”？因为这关系到月球的地质演化与物质成分。
从18世纪起，人们就不断提出假说，来描述月球的起源。有人提出月球与地球都是在46亿年前由同一团原始太阳星云物质形成的，其中大部分物质形成了地球，小部分物质形成了月球，地球和月球是“兄弟”关系。有人认为，月球原先是地球的一部分，由于地球自转太快而从赤道甩了出去，二者是“母女”关系。甚至有人认为，太平洋就是月球被甩出去后留下的疤痕，因为月球的体积刚好可以填满太平洋，而且因为被甩出去的是地球的外壳部分，所以月球的密度与地壳密度差不多。此外还有人认为，月球是被地球俘获的。这些假说都获得了一些天体力学推演结果的支持，但在某些问题上又都难以自圆其说，天文学家为此长期争论不休。
20世纪60年代末到70年代初，先后有6艘美国“阿波罗号”载人飞船将12名航天员送上了月球，并带回了381kg月球土壤和岩石样品。此后，又陆续不断发射各种飞船探测月球。科学家根据这些探测数据和样品分析结果来推测月球的历史，逐渐形成并完善了一种新的月球起源假说，认为在太阳系诞生后大约5000万年，在现今地球轨道附近，有一个比现在地球略小一些的原始地球和一个火星般大小的天体，科学家给它起名为“泽娅”。它们在各自的演化中均形成了以铁为主的金属核和硅酸盐成分的地幔及外壳。这两个天体相距很近，最后撞在一起。剧烈的碰撞改变了地球的运动状态，使地轴发生倾斜，大量高温气化的岩石尘埃和部分地幔物质被撞飞出去，与此同时，“泽娅”也彻底破碎，其中的金属核部分与地球合并，其他较轻的物质与地球飞溅出的物质混合在一起，分散在离地球不远的空间轨道上，最后聚合成了月球。由于它们聚集的速度非常快，产生的热量使刚刚诞生的月球外层熔化，形成液态熔岩，覆盖在整个月球上。随后，密度较低的矿物浮到岩浆面上，形成了月球的外壳。
该假说能够说明月球的地质构造与物质成分特点，解释为什么月球的密度比地球低，为什么富含难熔元素，为什么一些同位素的比例比地球高等问题。然而，这还需要通过进一步深入探索来验证。近年来，美国、欧洲、日本、中国等先后派出飞船和卫星绕月飞行，采集月球表面化学成分的光谱数据，绘制完整的高分辨率月球地形地貌图及表面元素含量与分布图，用来检验有关月球起源的理论。