Nach dem kosmologischen Standardmodell entstand das Universum mit dem Urknall aus einem Punkt (einer Singularität) heraus. Zu Beginn bildeten sich demnach Materie und Antimaterie näherungsweise gleicher Maße aus. Bei deren Annihilation ging aber fast die komplette Materie und Antimaterie in Strahlung über. Entweder entstand geringfügig mehr Materie als Antimaterie im Universum oder das Ungleichgewicht beider Materieformen entstand dynamisch mit dem Urknall aufgrund von bisher unbekannten Fluktuationen. Modellrechnungen mit astronomischen Messdaten ergaben, dass von einer Milliarde Teilchen-Antiteilchen-Paare ein Teilchen auf keinen Antiteilchenpartner traf. Weshalb diese Asymmetrie vorliegt, ist Gegenstand aktueller Forschung.
Es ist natürlich möglich, dass sich in bestimmten Bereichen des Universums Antimaterie befinden könnte, jedoch konnte bisher keine Annihilationsstrahlung beobachtet werden, die an den Grenzgebieten dieser Bereiche entstehen müsste. Auch die direkte Suche nach Antiteilchen zeigte bisher keine Erfolge.
Kurz nach dem Urknall (ca. bis 10^-30 Sekunden danach) kam es zu einer raschen Expansion des heißen Universums, welches zu diesem Zeitpunkt nur aus Energie bestand. Es wird vermutet, dass das Universum sich in diesem Zeitraum mindestens um das 10^26-fache ausdehnte. Die ersten Elementarteilchenpaare (Proton-Antiproton, Positron-Elektron) entstanden deutlich später (ca. bis 10^-6 Sekunden nach dem Urknall), nachdem das entstehende Universum genug abgekühlt war. Nachdem die meisten dieser Paare sich wieder annihilierten, folgte die Entstehung von einfachen Atomen (primordiale Nukleosynthese
) aus den übrigen Elementarteilchen, größtenteils Wasserstoffatome (75%) und ein teilweise Heliumatome (25%). Nach den ersten drei Minuten nach dem Urknall war das Universum soweit abgekühlt, dass keine weitere Elemente durch Nukleosynthese entstehen konnten. Dennoch war das Universum zu diesem Zeitpunkt noch extrem heiß und dicht, sodass es noch nicht "durchsichtig" war. Erst ca. 380000 Jahre nach dem Urknall war es soweit abgekühlt, dass sich Photonen durch den Raum bewegen konnten. Die Photonen, die damals entstanden, können wir heute immer noch als kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung sehen.