Hiện tại chúng ta vẫn chưa biết thực sự các hành tinh đã hình thành như thế nào. Theo lý thuyết hiện nay thì chúng được hình thành từ sự suy sụp của một tinh vân thành một đĩa mỏng gồm khí và bụi. Một tiền sao hình thành tại tâm, bao xung quanh nó là một đĩa tiền hành tinh quay xung quanh. Thông qua sự bồi tụ (một quá trình va chạm dính) các hạt bụi trong đĩa dần dần tích tụ lại thành một vật thể có khối lượng lớn hơn. Sự tập trung cục bộ các khối lượng này được gọi là các "vi hành tinh", và chúng làm gia tăng quá trình bồi tụ bằng cách hút thêm các vật chất xung quanh bởi lực hấp dẫn của chúng. Các tập trung này trở lên đặc hơn cho đến khi chúng suy sụp lại dưới ảnh hưởng của hấp dẫn để hình thành lên tiền hành tinh.[64] Sau khi một hành tinh đạt đến một đường kính lớn hơn đường kính của Mặt Trăng của Trái Đất, nó bắt đầu tích lũy một bầu khí quyển được mở rộng, tăng nhanh tốc độ bắt các vi hành tinh bằng trở lực khí quyển.[65]

Khi một tiền sao phát triển tới khi nó bắt đầu thực hiện các phản ứng trong lõi của nó để tạo thành một sao, đĩa tiền sao bị thổi bay đi bởi "sự bốc hơi quang học", bởi gió sao, sự kéo Poynting-Robertson và các hiệu ứng khác.[66][67] Sau đó vẫn còn rất nhiều đĩa tiền hành tinh quay xung quanh ngôi sao hoặc quay xung quanh nhau, nhưng theo thời gian rất nhiều trong số chúng sẽ va chạm với nhau, hoặc là hình thành lên một hành tinh lớn hơn hoặc giải phóng vật chất cho những tiền hành tinh lớn hơn hoặc bị các hành tinh hấp thụ.[68] Những thiên thể này trở lên đủ nặng sẽ bắt hầu hết vật chất rơi vào vùng quỹ đạo lân cận của chúng để trở thành hành tinh. Trong khi đó, các tiền hành tinh nào tránh được các va chạm có thể sẽ trở thành các vệ tinh tự nhiên của các hành tinh thông qua quá trình bắt giữ bằng lực hấp dẫn, hoặc ở trong các vành đai của các thiên thể để trở thành hoặc là hành tinh lùn hoặc là các thiên thể nhỏ trong hệ mặt trời.

Các va chạm mạnh của các vi hành tinh nhỏ hơn (cũng như phân rã phóng xạ) sẽ nung nóng hành tinh đang hình thành, làm cho nó bị tan chảy ít nhất là một phần. Phần cấu trúc bên trong của hành tinh bắt đầu phân chia theo khối lượng, và phát triển một lõi với mật độ lớn nhất.[69] Các hành tinh đất đá nhỏ hơn mất hầu hết bầu khí quyển của chúng do sự bồi tụ này, nhưng những khí bị mất đi có thể được thay thế bởi khí thoát ra từ lớp vỏ ngoài cùng và từ các va chạm với các sao chổi.[70] (Các hành tinh nhỏ hơn sẽ mất đi bất kì bầu khí quyển nào chúng nhận được thông qua nhiều cơ chế thoát.)

Cùng với sự khám phá và quan sát các hệ hành tinh xung quanh một ngôi sao khác, điều này đã mở ra khả năng tìm hiểu kĩ lưỡng thậm chí là sửa đổi lại những quan niệm của chúng ta về sự hình thành của hành tinh. Mức độ của tính kim loại - một thuật ngữ thiên văn học để miêu tả sự có mặt của các nguyên tố hóa học với nguyên tử số lớn hơn 2 (heli) - bây giờ có thể dùng để phát hiện liệu một ngôi sao sẽ có hệ hành tinh quay xung quanh hay không.[71] Từ đó người ta nghĩ rằng các sao giàu kim loại có khả năng chứa hệ hành tinh cao hơn so với các sao nghèo kim loại.