Θεωρείται ότι το ηλιακό μας σύστημα σχηματίστηκε πριν από περίπου 4.6 δισεκατομμύρια χρόνια από ένα μεγάλο νέφος αερίου και σκόνης, με διάμετρο πολλών ετών φωτός, γνωστό ως νεφέλωμα. Αυτό το νέφος αποτελούνταν κυρίως από αέριο υδρογόνο, με μικρότερες ποσότητες από τα στοιχεία που αποτελούν το ηλιακό σύστημα σήμερα. Σύμφωνα με τη θεωρία του ηλιακού νεφελώματος, μέρος αυτού του νέφους άρχισε να συστέλλεται βαρυτικά, πιθανώς λόγω διαταραχής από μια κοντινή σουπερνόβα ή τη διέλευση ενός άλλου άστρου, και καθώς το έκανε η αρχική αργή περιστροφή του νέφους άρχισε να αυξάνεται καθώς συσπάται. με αποτέλεσμα να ισιώνει σε σχήμα δίσκου. Καθώς συσσωρεύτηκε περισσότερο υλικό στο κέντρο του δίσκου, η πυκνότητα και η θερμοκρασία αυξάνονταν, φτάνοντας στο σημείο όπου ξεκίνησε η σύντηξη των ατόμων υδρογόνου, σχηματίζοντας ήλιο και απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας, με αποτέλεσμα τη γέννηση του Ήλιου. Οι πλανήτες, οι αστεροειδείς και οι κομήτες σχηματίστηκαν από το υπόλοιπο υλικό.
Μετά από λίγο, η περαιτέρω κατάρρευση σταμάτησε όταν ο Ήλιος έφτασε σε υδροστατική ισορροπία. Ο ηλιακός άνεμος από τον νεαρό Ήλιο διασκόρπισε ένα μεγάλο μέρος του υλικού στο ηλιακό νεφέλωμα, μειώνοντας την πυκνότητά του και το νεφέλωμα άρχισε να ψύχεται. Εκτός από τα τρία ελαφρύτερα στοιχεία – υδρογόνο, ήλιο και λίθιο – τα στοιχεία από τα οποία αποτελείται το ηλιακό νεφέλωμα είτε σχηματίστηκαν από πυρηνική σύντηξη σε αστέρια που έχουν ήδη χαθεί ή, στην περίπτωση στοιχείων βαρύτερων από τον σίδηρο, που δημιουργήθηκαν από σουπερνόβα. Απλά ομοιοπολικά μόρια, συμπεριλαμβανομένου του νερού, του μεθανίου και της αμμωνίας, και ιοντικά μόρια, όπως οξείδια μετάλλων και πυριτικά, θα υπήρχαν επίσης. Αρχικά, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών στο δίσκο, αυτές οι ενώσεις θα ήταν αέριες, αλλά καθώς λάμβανε χώρα η ψύξη, τα περισσότερα από τα στοιχεία και οι ενώσεις συμπυκνώθηκαν σε μικροσκοπικά σωματίδια. τα μέταλλα και οι ιοντικές ενώσεις συμπυκνώθηκαν πρώτα λόγω των υψηλότερων σημείων βρασμού και τήξης τους.
Κοντά στο κέντρο του δίσκου κυριαρχούσαν μέταλλα, μεταλλικές ενώσεις και πυριτικά άλατα, αλλά πιο έξω, όπου οι θερμοκρασίες ήταν χαμηλότερες, μεγάλες ποσότητες πάγου συμπυκνώθηκαν έξω από το νεφέλωμα. Σε αυτήν την εξωτερική περιοχή το αέριο υδρογόνο και ήλιο ήταν επίσης άφθονα. Αυτά τα αέρια διασκορπίστηκαν σε μεγάλο βαθμό από τον ηλιακό άνεμο πιο κοντά στον Ήλιο. Μικροσκοπικά στερεά σωματίδια συγκρούστηκαν και κόλλησαν μεταξύ τους, σχηματίζοντας όλο και μεγαλύτερα αντικείμενα που άρχισαν να προσελκύουν περισσότερο υλικό μέσω της βαρύτητας, με αποτέλεσμα τελικά το σχηματισμό πλανητών. Στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, η έλλειψη πάγου, υδρογόνου και ηλίου είχε ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό των σχετικά μικρών πλανητών Ερμή, Αφροδίτη, Γη και Άρη, που αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από πέτρες. Πιο έξω, πάγος καθώς και σωματίδια ορυκτών συσσωρεύτηκαν, σχηματίζοντας μεγαλύτερα σώματα που ήταν σε θέση να συγκρατήσουν τα ελαφρά αέρια υδρογόνο και ήλιο μέσω των σχετικά ισχυρών βαρυτικών τους πεδίων, με αποτέλεσμα τους «γίγαντας αερίου» πλανήτες, Δία, Κρόνο, Ουρανό και Ποσειδώνα.
Η θεωρία του ηλιακού νεφελώματος εξηγεί μια σειρά από βασικά χαρακτηριστικά του ηλιακού μας συστήματος. Το γεγονός ότι οι πλανήτες – με εξαίρεση τον Πλούτωνα, που δεν θεωρείται πλέον πλανήτης – βρίσκονται όλοι λίγο πολύ στο ίδιο επίπεδο και το γεγονός ότι όλοι περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο προς την ίδια κατεύθυνση υποδηλώνουν ότι προήλθαν από έναν δίσκο γύρω από τον Ήλιο. Η παρουσία σχετικά μικρών, βραχωδών πλανητών στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα και γιγάντων αερίων στην εξωτερική περιοχή ταιριάζει επίσης καλά με αυτό το μοντέλο.
Πέρα από τον Ποσειδώνα, τον πιο απόμακρο πλανήτη, βρίσκεται η Ζώνη Kuiper, μια περιοχή σχετικά μικρών αντικειμένων που αποτελούνται από βράχο και πάγο. Πιστεύεται ότι ο Πλούτωνας μπορεί να προέρχεται από εδώ και ότι οι κομήτες είναι αντικείμενα της Ζώνης Κάιπερ που έχουν ωθηθεί σε τροχιές που τους φέρνουν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Η Ζώνη Kuiper εξηγείται επίσης καλά από τη θεωρία του ηλιακού νεφελώματος ως αποτέλεσμα των υπολειμμάτων πάγου και βραχώδους υλικού που είναι πολύ αραιά διασκορπισμένα για να έχουν σχηματίσει πλανήτες.
Περαιτέρω στοιχεία που υποστηρίζουν αυτή τη θεωρία προέρχονται από αλλού στον Γαλαξία. Οι αστρονόμοι μπορούν να μελετήσουν μέρη του γαλαξία μας όπου σχηματίζονται αυτήν τη στιγμή αστέρια, όπως το νεφέλωμα του Ωρίωνα, ένας μεγάλος όγκος αερίου που βρίσκεται στον αστερισμό του Ωρίωνα. Τα περισσότερα από τα νέα αστέρια σε αυτό το νεφέλωμα περιβάλλονται από δίσκους αερίου και σκόνης από τους οποίους πιστεύεται ότι τελικά θα σχηματιστούν πλανήτες.