पृथ्वी का अपेक्षाकृत बड़ा प्राकृतिक उपग्रह, चंद्रमा, अद्वितीय है। अपोलो कार्यक्रम के दौरान, चंद्रमा की सतह से चट्टानों के टुकड़े पृथ्वी पर लाए गए। इन चट्टानों की रेडियोमेट्रिक डेटिंग से यह पता चला है कि चंद्रमा की आयु 4527 ± 10 मिलियन वर्ष है, जो कि सौर मंडल के अन्य पिण्डों से लगभग 30 से 55 मिलियन वर्ष कम है। (नये प्रमाणों से यह संकेत मिलता है कि चंद्रमा का निर्माण शायद और भी बाद में, सौर मण्डल के प्रारंभ के 4.48±0.02 Ga, या 70–110 Ma बाद हुआ होगा। एक अन्य उल्लेखनीय विशेषता चंद्रमा का अपेक्षाकृत कम घनत्व है, जिसका अर्थ अवश्य ही यह होना चाहिये कि इसमें एक बड़ा धातु का केंद्र नहीं है, जैसा कि सौर-मण्डल के आकाशीय पिण्डों में होता है। चंद्रमा की रचना ऐसे पदार्थों से हुई है, जिनकी पृथ्वी के आवरण व ऊपरी सतह, पृथ्वी के केंद्र के बिना, से बहुत अधिक समानता है। इससे विशाल प्रभाव अवधारणा का जन्म हुआ है, जिसके अनुसार एक प्राचीन-ग्रह के साथ पुरातन-पृथ्वी के एक विशाल संघात के दौरान पुरातन-पृथ्वी तथा उस पर संघात करने वाले उस ग्रह की सतह पर हुए विस्फोट के द्वारा निकले पदार्थ से चंद्रमा की रचना हुई। 

ऐसा माना जाता है कि वह संघातकारी ग्रह, जिसे कभी-कभी थेइया (Theia) भी कहा जाता है, आकार में वर्तमान मंगल ग्रह से थोड़ा छोटा रहा होगा। संभव है कि उसका निर्माण सूर्य व पृथ्वी से 150 मिलियन किलोमीटर दूर, उनके चौथे या पांचवे लैग्रेन्जियन बिंदु (Lagrangian point) पर पदार्थ के संचयन के द्वारा हुआ हो। शायद प्रारंभ में उसकी कक्षा स्थिर रही होगी, लेकिन पदार्थ के संचयन के कारण जब थेइया का भार बढ़ने लगा, तो वह असंतुलित हो गई होगी। लैग्रेन्जियन बिंदु के चारों ओर थेइया की घूर्णन-कक्षा बढ़ती गई और अंततः लगभग 4.533 Ga में वह पृथ्वी से टकरा गया।
मॉडल यह दर्शाते हैं कि जब इस आकार का एक संघातकारी ग्रह एक निम्न कोण पर तथा अपेक्षाकृत धीमी गति (8-20 किमी/सेकंड) से पुरातन-पृथ्वी से टकराया, तो पुरातन-पृथ्वी तथा प्रभावकारी ग्रह की भीतरी परत व बाहरी आवरणों से निकला अधिकांश पदार्थ अंतरिक्ष में उछल गया, जहां इसमें से अधिकांश पृथ्वी के चारों ओर स्थित कक्षा में बना रहा। अंततः इसी पदार्थ ने चंद्रमा की रचना की। हालांकि, संघातकारी ग्रह के धातु-सदृश तत्व पृथ्वी के तत्व के साथ मिलकर इसकी सतह के नीचे चले गए, जिससे चंद्रमा धातु-सदृश तत्वों से वंचित रह गया। इस प्रकार विशाल संघात अवधारणा चंद्रमा की असामान्य संरचना को स्पष्ट करती है। संभव है कि पृथ्वी के चारों ओर स्थित कक्षा में उत्सर्जित पदार्थ दो सप्ताहों में ही एक पिण्ड के रूप में घनीभूत हो गया हो। अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, यह उत्सर्जित पदार्थ एक अधिक वृत्ताकार पिण्ड में बदल गया: चंद्रमा.

रेडियोमेट्रिक गणना यह दर्शाती है कि पृथ्वी का अस्तित्व इस संघात के कम से कम 10 मिलियन वर्ष पूर्व से ही था, जो कि पृथ्वी के प्रारंभिक आवरण व आंतरिक परत के बीच विभेद के लिये पर्याप्त अवधि है। इसके बाद, जब संघात हुआ, तो केवल ऊपरी आवरण के पदार्थ का ही उत्सर्जन हुआ, तथा पृथ्वी के आंतरिक आवरण में स्थित भारी साइडरोफाइल तत्व इससे अछूते ही रहे।

युवा पृथ्वी के लिये इस संघात के कुछ परिणाम बहुत महत्वपूर्ण थे। इससे ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा निकली, जिससे पृथ्वी व चंद्रमा दोनों ही पूरी तरह पिघल गए। इस संघात के तुरंत बाद, पृथ्वी का आवरण अत्यधिक संवाहक था, इसकी सतह मैग्मा के एक बड़े महासागर में बदल गई थी। इस संघात के कारण ग्रह का पहला वातावरण अवश्य ही पूरी तरह नष्ट हो गया होगा। यह भी माना जाता है कि इस संघात के कारण पृथ्वी के अक्ष में भी परिवर्तन हो गया व इसमें 23.5° का अक्षीय झुकाव उत्पन्न हुआ, जो कि पृथ्वी पर मौसम के बदलाव के लिये ज़िम्मेदार है (ग्रह की उत्पत्तियों के एक सरल मॉडल का अक्षीय झुकाव 0° रहा होता और इसमें कोई मौसम नहीं रहे होते). इसने पृथ्वी के घूमने की गति भी बढ़ा दी होती.

प्रारंभिक महाद्वीप
मेसोज़ोइक
विशाल संघात अवधारणा (The giant impact hypothesis)
मानव का विकास