Monia muita teorioita - mukaan lukien sairaudet, mantereen sijainnin muutokset ja tulivuoret - on ehdotettu selittämään, miksi dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon, mutta ajatus asteroidin törmäyksestä on edelleen suosituin. Isku olisi aiheuttanut maastopaloja, tsunamit ja pitkittyneen pölypilven, joka esti auringonvalon ja teki fotosynteesin mahdottomaksi. Lähes 75 prosenttia kaikista eläin- ja kasvilajeista hävitettiin, mukaan lukien kaikki dinosaurukset lintuja lukuun ottamatta.
Yksi syy siihen, miksi asteroidien törmäysteoria on niin vakuuttava, on se, että sen tueksi on olemassa todellisia fyysisiä todisteita. Kun noin kuuden mailin halkaisijaltaan asteroidi tai komeetta törmäsi nykyiseen Yucatánin niemimaalle Meksikossa, törmäyksen voima heitti jauhettua kiveä ja roskia ilmakehään. Tämä sinkoutunut materiaali asettui lopulta ohueksi rajakerrokseksi ympäri maailmaa, joten geologit voivat itse asiassa mennä kaivamaan esiin asteroidin palasia (tai törmäyksen vaikutuksesta muuttuneita maankuoren fragmentteja) etsimään todisteita.
Tämä rajakerros, jota kutsutaan K-T-rajaksi, osoittaa äärimmäisiä iridiumpitoisuuksia ja on täynnä pallonmuotoisia tektiittiä – lasimaisia esineitä, jotka muodostuivat, kun asteroidin tai maankuoren palaset sulavat törmäyksen vaikutuksesta uudelleenkiteytyivät ilmassa ja putosivat sitten takaisin maahan. Jotkut K-T-rajan savimineraalit osoittavat myös merkkejä korkeaenergisesta shokista, kun taas magneettiset todisteet osoittavat, että Maan magneettinapojen nopea kääntyminen on voinut tapahtua juuri tähän aikaan. Tsunamien ja noen esiintyminen osoittaa myös, että vaikutus oli katastrofaalinen globaali tapahtuma.
Tutkijat ovat kuitenkin kiistelleet vaikutustapahtuman suhteellisesta vaikutuksesta muihin mahdollisiin sukupuuttoon vaikuttaviin tekijöihin, mukaan lukien ilmastonmuutos (erityisesti pitkäaikainen globaali jäähtyminen), tulivuorenpurkaukset ja lajikilpailu. On jopa todisteita siitä, että toinen asteroiditörmäys on saattanut tapahtua pian sen jälkeen.
Ymmärtääkseen täysin, miksi dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon, tulevien tutkijoiden on jatkettava fyysisten ja fossiilisten tietueiden tutkimista tältä maapallon historian ratkaisevan ajanjaksolta.