同源说：地球和月球是由同一块行星尘埃云所形成。它们的平均密度和化学成分不同，是由于原始星云中的金属粒子在形成行星之前早已凝聚。地球在形成行星时，一开始便以铁为主要成分，并以铁作为核心。而月球则是在地球形成后，由残余在地球周围的非金属物质聚集而成。月球形成的这三种假说，都能或多或少地解释月球的成分、密度、结构、轨道及其他基本事实。除分裂说一般认为难以成立外，俘获说和同源说这两种假说究竟哪一种更加合理，目前尚无定论。
根据对月球各种热历史模型的研究，整个月球曾发生过多次局部熔融。在月球形成的初期，月球的大部分温度曾达到1000摄氏度。距今41亿年前,月球发生过一次规模较大的岩浆运动,在岩浆的分离过程中,形成了斜长岩成分的月壳，残留部分成为月表的高地。月球表层固结后又在较深的部位发生局部熔融，产生苏长岩成分的熔体。大约距今40亿年前，形成了富含放射性元素、难熔元素的非月海玄武岩。斜长岩高地长期裸露在月表，不断受到陨星物质的撞击，因而被削低了1.5～2公里，在高地上发育着大量古老的冲击月坑。后期，高地为一系列的断裂所切割和破坏。距今41～39亿年前，月球比较集中地遭受到各种大型陨星的撞击，使月表出现许多月海盆地,即大型的环形构造,最典型的是雨海事件。月球上的月海大致都是在相近的时期内形成的。月海生成的大致次序是：酒海、澄海、湿海、危海、雨海……。雨海纪形成的各个月海大约在距今39～31亿年间，被后期喷发的玄武岩所充填和覆盖。根据同位素年龄的测定，大致充填的时间次序是雨海西、雨海东、湿海、危海、雨海、静海、丰富海、澄海和风暴洋。此后月表的轮廓基本形成,31亿年以来,月球内部的演化已处于"停滞"状态，外力作用在月球的演化史中占有主导地位。陨星冲击月表，使月坑继续形成和增多。爱拉托逊纪形成的辐射月坑，其辐射纹受月表的各种作用，或者变得不明显，或者消失；而哥白尼纪形成的月坑，则具有明显的辐射纹。