星雲假說解釋了太陽系如何由旋轉的氣體和塵埃雲形成。它由伊曼努爾·康德和皮埃爾-西蒙·拉普拉斯於18世紀提出，此後不斷得到完善。這個基本想法之所以流傳至今，是因為它解釋了許多現象：為什麼行星會圍繞太陽朝同一方向運行，為什麼它們的軌道大致位於同一平面上，以及為什麼太陽和行星的成分相似。

故事是這樣的：一個巨大的分子雲在自身引力作用下坍縮，這可能是由附近的一顆超新星引發的。坍縮過程中，它旋轉速度加快，並逐漸扁平化成圓盤狀。圓盤中心變得越來越緻密、溫度越來越高，最終引發了核融合，形成了太陽。在圓盤內部，塵埃顆粒相互粘連，形成卵石，然後是岩石，最後是星子。有些星子長大後成為行星，而有些則保持小行星和彗星的狀態。

這一假說已透過對其他恆星的觀測得到驗證。天文學家在年輕恆星周圍發現了原行星盤，其中一些原行星盤存在空隙，行星正在那裡形成。開普勒和阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）天文台提供了直接證據。該模型並非完美無缺。它難以解釋巨行星是如何如此迅速地形成的，以及太陽系的結構是如何演化的。但它仍然是行星科學的基石。