Zaproponowano wiele innych teorii – w tym choroby, zmiany położenia kontynentów i wulkany – aby wyjaśnić, dlaczego wyginęły dinozaury, ale najbardziej popularna pozostaje koncepcja uderzenia asteroidy. Uderzenie spowodowałoby pożary, tsunami i długotrwałą chmurę pyłu, która blokowała światło słoneczne i uniemożliwiała fotosyntezę. Prawie 75 procent wszystkich gatunków zwierząt i roślin zostało wytępionych, w tym wszystkie dinozaury z wyjątkiem ptaków.
Jednym z powodów, dla których teoria zderzenia asteroid jest tak przekonująca, jest fakt, że istnieją fizyczne dowody na jej poparcie. Kiedy asteroida lub kometa o średnicy około sześciu mil uderzyła w teren dzisiejszego półwyspu Jukatan w Meksyku, siła zderzenia wyrzuciła do atmosfery sproszkowane skały i gruz. Wyrzucony materiał ostatecznie osiadł w cienkiej granicznej warstwie skał na całym świecie, więc geolodzy mogą faktycznie wykopać fragmenty asteroidy (lub fragmenty skorupy ziemskiej zmienione w wyniku uderzenia) w poszukiwaniu dowodów.
Ta warstwa graniczna, zwana granicą K-T, wykazuje ekstremalne poziomy irydu i jest pełna tektytów w kształcie kuli – szklistych obiektów powstałych, gdy kawałki asteroidy lub skorupy ziemskiej stopiły się w wyniku uderzenia, rekrystalizowały w powietrzu, a następnie spadły z powrotem na Ziemię. Niektóre minerały ilaste na granicy K-T również wykazują oznaki szoku wysokoenergetycznego, podczas gdy dowody magnetyczne wskazują, że mniej więcej w tym czasie mogło nastąpić szybkie odwrócenie biegunów magnetycznych Ziemi. Obecność tsunami i sadzy również wskazuje, że wpływ był katastrofalnym wydarzeniem o zasięgu globalnym.
Naukowcy spierali się jednak na temat względnego wpływu zdarzenia uderzeniowego w porównaniu z innymi potencjalnymi czynnikami powodującymi wyginięcie, w tym zmianami klimatycznymi (w szczególności długotrwałym globalnym ochłodzeniem), erupcjami wulkanów i konkurencją gatunkową. Istnieją nawet dowody na to, że wkrótce potem mogło nastąpić drugie uderzenie asteroidy.
Aby w pełni zrozumieć, dlaczego dinozaury wyginęły, przyszli badacze będą musieli kontynuować badanie zapisów fizycznych i kopalnych z tego kluczowego okresu w historii Ziemi.