Η υπόθεση του νεφελώματος εξηγεί πώς σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα από ένα περιστρεφόμενο νέφος αερίου και σκόνης. Προτάθηκε τον 18ο αιώνα από τους Immanuel Kant και Pierre-Simon Laplace και έκτοτε έχει βελτιωθεί. Η βασική ιδέα έχει επιβιώσει επειδή εξηγεί τόσα πολλά: γιατί οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο προς την ίδια κατεύθυνση, γιατί οι τροχιές τους βρίσκονται περίπου στο ίδιο επίπεδο και γιατί ο Ήλιος και οι πλανήτες έχουν παρόμοια σύνθεση.

Η ιστορία έχει ως εξής. Ένα γιγάντιο μοριακό νέφος κατέρρευσε υπό την επίδραση της δικής του βαρύτητας, πιθανώς προκληθέν από έναν κοντινό σουπερνόβα. Καθώς κατέρρεε, περιστράφηκε πιο γρήγορα και ισοπεδώθηκε σε δίσκο. Το κέντρο του έγινε πυκνό και θερμό, τελικά πυροδοτώντας πυρηνική σύντηξη και σχηματίζοντας τον Ήλιο. Στον δίσκο, κόκκοι σκόνης κολλήθηκαν μεταξύ τους, σχηματίζοντας βότσαλα, έπειτα βράχους και στη συνέχεια πλανητοειδή. Μερικά πλανητοειδή μεγάλωσαν αρκετά ώστε να γίνουν πλανήτες. Άλλα παρέμειναν ως αστεροειδείς και κομήτες.

Η υπόθεση έχει δοκιμαστεί με παρατηρήσεις άλλων αστεριών. Οι αστρονόμοι έχουν βρει πρωτοπλανητικούς δίσκους γύρω από νεαρά αστέρια, μερικούς με κενά όπου σχηματίζονται πλανήτες. Τα αστεροσκοπεία Kepler και ALMA έχουν παράσχει άμεσες αποδείξεις. Το μοντέλο δεν είναι τέλειο. Δυσκολεύεται να εξηγήσει πώς σχηματίστηκαν τόσο γρήγορα οι γιγάντιοι πλανήτες και πώς εξελίχθηκε η αρχιτεκτονική του ηλιακού συστήματος. Αλλά παραμένει το θεμέλιο της πλανητικής επιστήμης.