Những ý tưởng liên quan tới nguồn gốc và định mệnh của thế giới bắt nguồn từ những ghi chép cổ đại; nhưng ý tưởng về "Hệ Mặt Trời" như một hệ hành tinh, theo nhãn quan hiện đại, chỉ mới xuất hiện rất gần đây. Bước đầu tiên hướng tới một lý thuyết về sự hình thành và phát triển Hệ Mặt Trời là sự công nhận thuyết nhật tâm, xem Mặt Trời ở trung tâm và Trái Đất quay xung quay nó. Quan niệm này đã được thai nghén từ hàng nghìn năm trước (Aristarchus của Samos đã nói đến nó từ khoảng năm 250 trước Công nguyên) nhưng thuyết này chỉ được chấp nhận rộng rãi từ thế kỉ 17. Ghi chép đầu tiên nhắc tới thuật ngữ "Hệ Mặt Trời" xuất hiện vào năm 1704.[3]

Lý thuyết chuẩn hiện nay về sự hình thành Hệ Mặt Trời, giả thuyết tinh vân, đã trải qua nhiều thăng trầm kể từ khi xuất hiện trong thế kỉ 18 với Emanuel Swedenborg, Immanuel Kant, và Pierre-Simon Laplace, có lúc gần như bị bác bỏ. Sự chỉ trích đáng chú ý nhất đối với lý thuyết này là nó có vẻ giải thích không thỏa mãn việc Mặt Trời có tương đối ít mô men động lượng so với các hành tinh.[4] Tuy nhiên, từ đầu những năm 1980 nghiên cứu về các ngôi sao trẻ cho thấy chúng cũng có các đĩa khí và bụi nguội bao quanh, chính xác như giả thuyết tinh vân tiên đoán, khiến cho gần đây nó được đa số giới khoa học đón nhận trở lại.[5]

Hiểu biết về cách thức Mặt Trời tiếp tục phát triển ra sao đòi hỏi một hiểu biết về nguồn gốc năng lượng của nó. Việc Arthur Stanley Eddington xác nhận thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein đã khiến ông nhận ra rằng năng lượng Mặt Trời sinh ra từ phản ứng nhiệt hạch bên trong lõi.[6] Năm 1935, Eddington đi xa hơn tới chỗ đề xuất rằng các nguyên tố khác nặng hơn cũng có thể hình thành bên trong các ngôi sao.[7] Fred Hoyle phát triển tiên đề này với lập luận rằng các ngôi sao đã tiến hóa được gọi là sao khổng lồ đỏ tạo ra nhiều nguyên tố nặng hơn hiđrô và hêli trong lõi của chúng. Khi một sao khổng lồ đỏ tách bỏ các lớp ngoài, các nguyên tố này có thể quay lại hình thành nên các hệ thống sao mới.[7]