年8月1日，阿波罗15号上的两名两名宇航员发现了一块来自45亿年前的月球岩石残片，这块残片带有月球形成之初的珍贵线索，被称为起源石。
1.月球捕获说被否定
除了起源石，科学家还研究了从月球带回的近千克月球样品。因此学界也推翻了两种月球形成的传统认识，其中一种是认为月球被地球引力所捕获，还有一种是月球在地球旁边形成。在这时最新的研究还揭示了重要细节，就是这颗星球（指的是月球前身）在形成之初被大面积的岩浆洋覆盖。
月球车采样要让月球形成岩浆洋则需要巨大的能量，这就引出了关于月球起源的全新观点：月球是原始地球和另一颗行星碰撞形成的。之所以会提出这种概念，是因为随着宇宙内行星数量不断增长，行星碰撞概率大大增加；另外，月球与地球岩石地幔中同位素形似度非常高，这个发现可以称为月球形成新观点的铁证。（关于同位素下文会有解释）
2.大碰撞假说
还有一些学者提出，恰好是这次碰撞塑造了地球的自转模式，建立了24小时为周期的昼夜交替规律（下文有地球自转解释）。科学家在早期提出一种月球形成的经典大碰撞假说，认为地球曾与火星大小的星体发生过小角度碰撞，并且在地球周围形成了一个灼热的岩石构成的残骸星盘。月球就是由星盘碎片组合而成，这一假说解释了月球的很多特征，比如大质量和贫水等。
大碰撞假说最大的缺陷就是月球与地球在化学层面相似度非常高，可以说两个天体是由相同物质组成的，可以称为行星双胞胎。
然而，根据经典论预测，月球成分应该主要由大小与火星大小相似的行星所所组成。那么这颗行星的组成成分必定与地球成分不同，为什么这么说？因为在行星形成时各自占据了太阳的不同轨道，而不同轨道由不同成分气体组成，所以形成的行星成分不同。
还有一种方法就是前面所提及的同位素相似度，这个指的是科学家通过精密测定岩石中同位素的相关含量从而判断行星的不同，这种方法也可以称为同位素指纹。有例外的就是地球和月球，两者同位素惊人的相似。这样同位素指纹就与大碰撞假说形成了对立关系，在几十年内都没有得到解决。
3.合星模型提出和理论新突破
随着科学的发展，月球的研究迎来了一次全新的突破。实际上很多的碰撞根本不会形成行星，而是会形成一种全新的天体，这种天体被称为合星，它是一种介于行星和星盘之间的混合体。
下面将详细论述月球的形成与大碰撞假说之间的关系。上文所提及的合星是否能够用来解释月球与地球之间的独立关系呢？我们知道合星和星盘代表着截然不同的环境，使用合星模型解释月球形成过程就可以解决同位素指纹与大碰撞假说之间的对立关系。
两个行星相撞产生巨大热量，未蒸发的岩石和金属凝聚在一起形成一个小球，这就是月球的前身。这个小球会不断的吸收岩浆蒸汽然后慢慢变大。数十年后，当外部边界足够小的时候，月球就会逐渐脱离这个区域，形成独立星球。那么这就可以解释为什么地球和月球同位素那么相似。
当然合星模型也可以解释为什么月球挥发性元素（比如氢和氮）丰度很低，中等挥发元素（钠和钾）丰度也很低。这些独特特征也是传统模型无法解释的。
科学家还对轨道倾角和地球昼夜交替时长问题进行解释。大碰撞发生时，原始地球一侧受到了冲击，这使得合星的转轴发生偏离。月球是在地球赤道上诞生的，所以轨道也发生偏移，随着时间的推进，在太阳共振作用下又使得地轴慢慢直立起来，形成了现在的23度夹角。在这个过程中，地球自转速度会减慢，也会被推得稍微偏离太阳，这样才能够保持动量守恒。
总而言之，合星模型有力解决了大碰撞假说面临的许多关键性问题，可以说彻底改变了月球起源的研究