El universo es homogéneo a escalas superiores a los 200 Mpc. A escalas más pequeñas existen estructuras jerarquizadas que comienzan con los planetas y estrellas, continúa con los pequeños cúmulos globulares, galaxias y culmina con los cúmulos y supercúmulos de galaxias. Estos últimos forman vallas rodeando amplios espacios vacíos. A escalas mayores la exploración y recuento de galaxias muestra la existencia de un alto grado de isotropía, que es confirmada por la radiación de fondo en microondas.

Aun cuando las anisotropias encontradas en la radiación de fondo en microondas por el satélite COBE son muy pequeñas, tienen una gran importancia ya que proporcionan claves para explicar el nacimiento de las grandes estructuras materiales. Las pequeñas distorsiones son interpretadas como fluctuaciones de densidad ocurridas en los muy primeros instantes de la vida del universo, posiblemente en la era inflacionaria. Consecuencia de este fenómeno es la acumulación de materia que crece por la atracción de materia circundante. Como el incremento local de presión impide la compresión del material, la amplitud crece con el tiempo. Esta situación continua siempre y cuando el tamaño de la perturbación no supere un valor crítico que depende, entre otros parámetros, de la temperatura, que es muy alta durante el periodo del universo dominado por la radiación.

Al concluir la recombinación y entrar en la era material, la nuevas condiciones físico-químicas del universo producen una disminución substancial del tamaño crítico de las fluctuaciones, resultando un régimen de inestabilidad que provoca la ruptura del medio material en fragmentos que colapsan por su propio peso.

Para algunos investigadores el colapso gravitacional de la nube habría dado lugar a una generación de superestrellas masivas que evolucionaron rápidamente explotando como gigantescas supernovas. La alteración experimentada por el medio produjo el incremento de la longitud crítica hasta valores similares al diámetro de las galaxias o de los cúmulos de galaxias.

No hay acuerdo sobre las estructuras originadas en las fragmentaciones subsiguientes. Algunos especialistas consideran que primero ocurriría la formación de las galaxias, que más tarde se agruparían en cúmulos de galaxias. Un proceso favorecido por las elevadas densidades que existían en los primeros momentos del universo material. Otros, asumen que la fragmentación produciría nubes de tamaño similar al de los cúmulos que darían lugar, también por colapso, a las galaxias miembros.

Sobre lo que si parece existir acuerdo es que la formación de elípticas y espirales ha seguido unas vías diferentes. En éstas el colapso fue muy rápido, de caída libre y dura unos cien millones de años. El material, gas difuso, acaba depositado en una capa delgada en el plano ecuatorial formando un disco que puede crecer lentamente durante la vida de la galaxia, por acreción o transferencia del gas de otra galaxia. Antes de que la construcción de la galaxia este completada tiene lugar la formación de las estrellas en los cúmulos globulares del halo y más tarde en el disco. De esta manera queda explicada la mayor edad de las primeras.

En las galaxias elípticas el colapso debio ser más lento. Hay sin embargo otras hipótesis que atribuyen su origen a la fusión de dos o más galaxias. Cuando una galaxia captura otra más pequeña, las estrellas de esta última quedan incorporadas a la población estelar de la primera. Sin embargo es difícil explicar con estos procesos la existencia de galaxias elípticas pequeñas.

No conocemos de modo preciso en que instante de la vida del universo material tuvo lugar la formación de las grandes estructuras que observamos actualmente, pero podemos establecer un límite inferior de la manera siguiente. Cuando retrocedemos en el tiempo, las distancias entre las galaxias disminuyen. Por ejemplo la separación típica de las galaxias es del orden de 100 veces su diámetro, en consecuencia para desplazamientos al rojo de z = 100 o inferiores, las galaxias debieron estar en contacto. Una situación imposible. La cosmología estándard muestra que para z = 100 la edad del universo debió ser mil veces más pequeña que la actual, unos 15 mil millones de años. De manera que la aparición de las grandes estructuras en su forma actual debió ocurrir cuando la edad del universo superó los 15 millones de años.