Té uns 180 km de diàmetre i prop d’1 km de profunditat, i la meitat es troba submergida al golf de Mèxic. És el resultat de l’impacte d’un asteroide d’uns 12 km de diàmetre que tingué lloc fa uns 66 milions d’anys. La col·lisió inicial hauria produït una depressió d’uns 30 km de profunditat i 100 km d’amplada. Més endavant, aquesta depressió s’hauria enfonsat per les vores, la qual cosa creà una elevació central que formà una estructura circular dins del cràter ampliant-ne el perímetre fins a les dimensions actuals. La potència de l’impacte (equivalent a una desena de bombes nuclears com la d’Hiroshima) provocà la fluïdificació de la roca i l’estructura actual. La part submarina del cràter és coberta de sediments, mentre que a la part terrestre una línia de fossats (cenotes) en ressegueix les vores. L’impacte alliberà una gran quantitat de gasos i cendres que, projectats a l’atmosfera, disminuïren la incidència dels raigs solars, amb la consegüent caiguda de les temperatures per sota de zero graus durant anys. Amb un alt grau de consens, els científics consideren que aquesta catàstrofe és la causa de la gran extinció del Cretaci (final de l’era Secundària i inici de la Terciària), una de les de més magnitud des de l’aparició de la vida a la Terra: s’estima que desaparegueren prop del 75% de les espècies d’animals, plantes i altres organismes. Un dels efectes ulteriors fou la gran florida dels mamífers, que ompliren el buit que deixà la sobtada desaparició dels dinosaures, un cop recuperades unes condicions més favorables per a la vida. El descobriment del cràter Chicxulub i la identificació dels seus efectes determinants per a la història de la vida a la Terra tingué lloc de manera gradual. El primer indici fou plantejat pel físic Luis Walter Alvarez i el seu fill, el geòleg Walter Alvarez, que els anys 1977-78 identificaren en llocs del món molt distants grans acumulacions d’iridi (metall gairebé inexistent a la Terra, però abundant en els objectes provinents de l’espai que hi col·lideixen) en estrats immediatament anteriors a la gran extinció (identificada, sobretot, per l’abundància relativa de fòssils). La hipòtesi de l’extinció en massa causada per l’impacte d’un objecte extraterrestre, exposada en un article a la revista Science el 1980, fou rebuda amb un acusat escepticisme, però el 1991, el cràter Chicxulub (descobert el 1978 durant unes prospeccions petrolieres a Yucatán) fou identificat com l’origen de l’explosió que precedí l’extinció massiva. Tot i que la teoria ha acabat sent acceptada per gran part de la comunitat científica, a la segona dècada del segle XXI encara és qüestionada per alguns científics, que addueixen un lapse massa perllongat entre l’impacte i l’extinció o l’existència d’altres impactes de meteorits en el mateix període, i atribueixen l’extinció a la intensa activitat volcànica.