Vàng chưa từng và không thể hình thành được trên trái đất (trừ một vài thí nghiệm trong máy gia tốc hạt).
Vàng là một nguyên tố. Mỗi nguyên tử vàng chứa 79 proton, 79 electron và 118 neutron, điều này khiến cho chúng trở thành một trong những nguyên tố có mật độ dày đặc nhất trong tự nhiên.
Vụ nổ bigbang và giai đoạn tổng hợp hạt nhân ngắn sau đó khiến cho gần như toàn bộ vũ trụ được lấp đầy khí hydro. Điều này sản sinh ra thế hệ sao đầu tiên, trong đó phản ứng nhiệt hạch tạo ra những nguyên tố nặng hơn, cho tới khối lượng của sắt (với số lượng nhỏ hơn bao giờ hết). Khi thế hệ sao đầu tiên hết nhiên liệu, chúng trở thành siêu tân tinh, và phần năng lượng khủng khiếp của vụ nổ này cũng như các sự kiện vũ trụ năng lượng cao khác đã xuất hiện khiến cho những nguyên tố nặng đang có hợp nhất lại thành những nguyên tố nặng hơn nữa cho đến khi thành uranium
Tất cả sắt, oxy, carbon, kali và những nguyên tố khác tạo nên sự sống trên trái đất rất có thể được hình thành bên trong những ngôi sao. Tất cả vàng trên trái đất được sản sinh qua những vụ nổ siêu tân tinh, những vụ va chạm giữa sao neutron và các sự kiện vũ trụ năng lượng cao khác.
Các vỉa vàng, cốm vàng và bụi vàng được hình thành qua các quá trình địa chất. Khi trái đất hình thành, phần lớn các kim loại nặng đã lắng xuống lõi. Một cách để các lớp vàng hình thành là thông qua hoạt động của các lỗ thông thủy nhiệt sâu – giống như các lỗ ở đáy biển ngày nay, nhưng nằm sâu trong lớp vỏ nơi đá biến chất đang hình thành. Vàng hòa tan trong nước siêu nóng và được đưa qua các rãnh đứt gãy nơi nước nguội đi rồi lắng đọng vào các vết nứt. Qua thời gian đủ lâu, các quá trình địa chất sau đó có thể đưa vàng lên bề mặt nơi ta có thể tìm thấy chúng.
