Es caracteritzen per una gran densitat i temperatura i unes dimensions molt petites, que fan possible de parlar de l'edat de l’Univers, estimada avui entre els quinze i els vint mil milions d’anys. El terme (que podria ser traduït per ‘gran bum’) porta a confusió per tal com fa pensar en l'explosió d’un nucli dens primordial i en la consegüent expulsió dels fragments resultants, quan, en realitat, el model del big-bang no és més que la darrera conseqüència d’invertir mentalment l’expansió de l’Univers (que ha estat observada experimentalment).
En els models actuals, hom admet que l’expansió de l’Univers ha d’entendre's no pas com l’allunyament relatiu de les galàxies en el si d’un espai preexistent, sinó com una veritable expansió de l’espai que arrossega la matèria que hi és continguda. La gènesi del model del big-bang es remunta als treballs d’A. Friedmann (1922) i de G. Lemaître (1927), els quals usaren la teoria de la relativitat general d’Einstein (1915) per a demostrar el caràcter dinàmic de l’Univers, i al descobriment del desplaçament cap al vermell dels espectres galàctics, fet per V. Slipher i E. Hubble durant la dècada dels vint, que fou interpretat, a la llum de l’efecte Doppler, com una evidència de l’expansió de l’Univers.
D’entre totes les teories que assoleixen el desitjat acord entre l’expansió de l’Univers i el principi cosmològic perfecte, el model del big-bang ha estat el de major capacitat predictiva i el més confirmat per les observacions. Arguments a favor del big-bang són: la detecció de la radiació cosmològica de fons; el fet que el model explica l’abundància actual d’heli (una quarta part de la massa total de l’Univers) en termes d’una nucleosíntesi primordial; i l’acord entre l’edat de l’Univers deduïda del model i la que resulta d’altres estimacions independents, com l’avaluació de l’edat dels estels més vells dels cúmuls globulars o la mesura de l’abundància relativa dels isòtops radioactius. En tots els casos, hom estima que l’edat de l’Univers és compresa entre els quinze i els vint mil milions d’anys.
D’altra banda, les primitives deficiències del model van essent resoltes gràcies a la interrelació de la cosmologia amb l’astrofísica i amb la física teòrica (teories de gran unificació i super gran unificació). Així, el model de big-bang és capaç d’explicar: l’homogeneïtat de la radiació cosmològica universal; la formació de les galàxies en el si d’un procés d’expansió general; el predomini de la matèria respecte a l’antimatèria (resolt amb la hipòtesi de la fase inflacionària esdevinguda entre els 10-35 i 10-32 s); i l’aplatament de l’Univers a gran escala. La troballa de les inhomogeneïtats en la radicació de fons per part del satèl·lit COBE ha donat un nou impuls a la teoria del big-bang, tenint en compte, a més, que els models alternatius tenen moltes més dificultats per explicar la formació i l’evolució de l’Univers actual.
El model cosmològic més acceptat actualment és l’anomenat λ-CMD (CMD, sigla de cold dark matter; ‘matèria fosca freda’), d’entre els diversos que queden englobats dins del model genèric del big-bang. En el model λ-CMD les estructures creixen de forma jeràrquica, de manera que primer es formen els objectes més petits i, a partir de la combinació d’aquests, les estructures més grans. El model, a més, pressuposa l’existència d’una constant cosmològica (λ) que representa l’energia fosca i que és necessària per a explicar l’acceleració observada en l’expansió de l’Univers. Les observacions més recents sobre l’estructura de la radiació còsmica de fons i l’estructura a gran escala, com ara els cúmuls i supercúmuls de galàxies, reforcen les proves a favor del model λ-CMD. A pesar de les crítiques rebudes inicialment, aquest model s’ha anat afermant en el temps i avui dia és l’únic que explica l’origen dels elements primordials (H, He, etc.), les propietats de la radiació de fons i l’expansió de l’Univers. Els descobriments del COBE i del telescopi espacial Hubble no han fet més que reforçar les proves a favor d’aquesta teoria.