Екстрапольовані у минуле астрономічні спостереження вказують на те, що Всесвіт розширився з початкового стану, в якому вся матерія та енергія були сконцентровані, маючи величезну температуру та густину. Фізики не мають єдиної точки зору на те, що саме передувало початковому станові, хоча загальна теорія відносності завбачає гравітаційну сингулярність.
Термін «великий вибух» у вузькому сенсі вживається для позначення точки у часі, коли почалося розширення відомого нам Всесвіту, — за підрахунками близько 13,7 мільярдів років тому. У ширшому сенсі «великим вибухом» називають космологічну парадигму, що пояснює як і розширення Всесвіту, так і склад та композицію первісної матерії за допомогою нуклеосинтезу.
Одним з наслідків «великого вибуху» є те, що умови сьогоднішнього Всесвіту відрізняються від умов у минулому і майбутньому. Виходячи з цієї моделі, у 1948 році Джордж Гамов якісно спрогнозував існування космічної мікрохвильової фонової радіації, яка невдовзі була відкрита у шістдесятих роках і стала підтвердженням теорії «Великого вибуху» на противагу теорії стаціонарного всесвіту.
Пояснюючи чимало результатів астрономічних спостережень, теорія «великого вибуху» не дає відповіді на всі запитання, пов'язані з еволюцією Всесвіту: вона незакінчена — і, безумовно, буде розвиватися надалі.