Bigbang là vụ nổ đầu tiên (cách nay 13,7 tỉ năm) để từ đó đồng thời sinh ra không thời gian, năng lượng và vật chất để tạo ra vũ trụ như hiện nay. Một thời gian dài, lý thuyết Bigbang bị coi là lý thuyết siêu hình nhưng gần đây lý thuyết này đã được ủng hộ bởi các quan sát. Ví dụ như quan sát về sự hình thành các ngôi sao, sự phân bố của các thiên hà và quasar, và các cấu trúc lớn hơn phù hợp rất tốt với mô hình lý thuyết về cấu trúc của vũ trụ. Theo đó, vũ trụ nguyên thủy chỉ là một hỗn hợp gồm những hạt quark và electron chuyển động với vận tốc gần với vận tốc của ánh sáng. Sau đó, vũ trụ nở ra, lạnh đi. Tùy theo những va chạm không ngừng diễn ra trong vũ trụ mà một số hạt hủy lẫn nhau, một số hạt khác lại tiếp tục sinh ra và tạo ra các hạt cơ bản tồn tại như chúng ta thấy ngày nay.
Khi nhiệt độ của vũ trụ hạ xuống tới 10 000 tỉ độ K, các hạt nặng đầu tiên (proton và neutron) xuất hiện. Khi nhiệt độ tiếp tục hạ xuống tới 10 tỉ độ K thì proton và neutron bắt đầu kết hợp với nhau. Lúc đó năng lượng của các photon vẫn đủ lớn để phá vỡ hạt nhân đầu tiên đó. Mãi 3 phút sau, khi nhiệt độ hạ xuống tới 1 triệu độ K thì photon không còn khả năng phá vỡ các liên kết hạt nhân nữa.
Khi ấy trong vũ trụ đã có hoạt động hạt nhân rất mạnh dẫn tới sự hình thành các hạt nhân nguyên tử nhẹ như D, 3He, 7Li (lithium nguyên thủy), 4He… 15 phút sau vụ nổ Bigbang, quá trình tổng hợp hạt nhân ban đầu đó mới kết thúc, nhiệt độ hạ xuống quá thấp, không đủ đảm bảo cho phản ứng hạt nhân xảy ra. 300 000 ngàn năm sau, vũ trụ nguội đi xuống dưới 3000 K và trở nên trong suốt, electron không chuyển động nhanh như trước nữa. Các hạt nhân có thể giữ các electron lại, tạo thành các nguyên tử, tạo ra các “viên gạch xây” của vũ trụ. Do tương tác giữa photon và các nguyên tử rất nhỏ nên chúng có thể lan truyền tự do. Hàng tỉ năm sau, các đám mây khí khổng lồ bắt đầu phân tán. Mỗi đám mây trở thành một thiên hà rồi dưới lực hấp dẫn hình thành các đám sao, các sao riêng lẻ trong khi vũ trụ vẫn tiếp tục mở rộng.
Như vậy, lithium tồn tại trong các sao được hình thành từ các đám mây phân tử có chứa lithium nguyên thủy được tạo ra từ vụ nổ Bigbang. Đối với những sao lùn nâu đối lưu hoàn toàn và có khối lượng dưới 65 MJ, lithium nguyên thủy vẫn chưa bị phá hủy ở lõi, sẽ di chuyển ra khí quyển của chúng. Nhờ vậy mà chúng ta có thể phát hiện được lithium ở khí quyển chúng.