La preuve d'un impact repose sur la découverte d'un cratère enfoui sous la péninsule du Yucatán, connu sous le nom de cratère Chicxulub. Le cratère mesure environ 200 kilomètres (120 miles) de diamètre et on estime que l'astéroïde qui l'a créé aurait frappé avec une force équivalente à 100 millions de mégatonnes de TNT. L’impact aurait libéré une énorme quantité de chaleur, de poussière et de débris dans l’atmosphère, ce qui aurait bloqué le soleil et provoqué un refroidissement global.
En plus du cratère Chicxulub, il existe également des preuves de l'impact sous la forme d'une couche d'argile riche en iridium trouvée partout dans le monde. L'iridium est un élément rare que l'on trouve dans les astéroïdes, et on pense que sa présence dans cette couche d'argile est le résultat de l'impact.