公元前5世紀，德謨克利特就提出“無數世界”的概念，認爲“無數世界”是原子通過自身運動形成的。他說：“原子在虛空中任意移動着，而由於它們那種急劇、凌亂的運動，就彼此碰撞了，並且，在彼此碰在一起時，因爲有各種各樣的形狀，就彼此勾結起來，這樣就形成了世界及其中的事物，或毋寧說形成了無數世界。”
公元前1世紀盧克萊修指出，在我們這個“可見的世界”之外還存在着“其他的世界”，居住着“其他的人類和野獸的種族。”
公元前4世紀，伊壁鳩魯表述了世界多元性的思想：“存在着無限多個世界，它們有的像我們的世界，有的不像我們的世界。”“在一切世界裡，都有我們這個世界裡所見到的動物、植物以及其他事物。”
1714年，萊布尼茨提出了他的“可能世界”的概念，設想在必然世界（可觀測的宇宙）範圍之外還存在着無窮多個“可能世界”。他認爲世界由無限的單子組合而成，單子之間沒有因果關係，而是某種前定的和諧關係，單子雖然各自獨立，但它們之間有品極高低的差異。萊布尼茲把某個現實事件的出現，例如，具體的人，闡釋爲許多單子組合的結果，各種不同的組合的結果與單子中更勝一籌的單子的主導作用有關。這意味着世界可以用不同的樣子，任何事件都是偶發的，甚至整個宇宙也是如此。
1957年，物理學家埃弗雷特提出了自己對量子測量問題的想法。他指出，在量子力學中，存在多個平行的世界，在每個世界中，每次量子力學測量的結果各自不同，因此不同的歷史發生在不同的平行宇宙中。多世界解釋認爲。對測量裝置的觀察，會使得測量裝置被分解爲兩個。並且在這個測量鏈上，這種分解會不斷地進行下去。伴隨着這種分解，一定有一個完全的宇宙的複製。也就是說。只要有一個量子測量發生，那麼，每個宇宙分支，以及這個分支中的分量就會導致一個可能的測量結果。每個處在特殊宇宙分支中的人都會認爲，他的測量結果和所處的宇宙是唯一存在的。也就是說，一次測量產生了一次新的宇宙。這些各自不同的新宇宙，除非完全相同，否則絕無重合的可能……這一理論的發表，標誌着平行宇宙概念的正式提出。
美國麻省理工學院的宇宙學家馬克斯.泰馬克（gmark）熱衷於研究平行宇宙，
他說道：“對於我來說最有意思的問題不是平行宇宙是否存在。而是到底有多少種平行宇宙。”在2003年的《科學美國人》雜誌裡，有一篇由他所寫的關於平行宇宙的專文，文中他將平行宇宙分成四類。
第一層：視界之外
如果空間是無限的，而且物質分佈在大尺寸上是足夠均勻的，那麼即使最不可能發生的事情也必然發生在某處。特別地。應該存在無限多有人的行星，而且包括不是一個而是無限多和你一樣的外表、姓名、記憶的人。無限多和我們可觀測宇宙大小一樣的區域確實存在，在那裡任何可能的宇宙歷史都會實際存在。這就是第一層平行宇宙。
也許這些推斷看上去都很瘋狂，而且違反直覺，但這個空間無限大的宇宙學模型確實是市場上最簡單也是最流行的。它是宇宙學和諧模型的一部分，與所有觀測證據一致，而且被用作天文學會議大部分計算和模擬的基礎。相反、分形宇宙、封閉宇宙、多連通宇宙倒是受到了很多觀測的挑戰。
但是第一層平行宇宙的觀點。曾經也是有過爭議的（事實上，梵蒂岡教廷就曾把上述觀點看作異端邪說，並以其爲理由之一，於1600年在火刑柱上燒死了布魯諾），所以讓我們來回顧一下這兩種假設（無限空間和“足夠均勻”的分佈）的地位。
空間有多大？從觀測來看，我們宇宙大小的下限已經戲劇性地增長了很多。並且沒有停下來的跡象。我們都接受這樣的事實，即我們暫時看不見，但經過移動或等待後可以看見的事物是存在的，例如地平線之下的船隻。宇宙視界之外的物體也一樣，隨着更遠的光花更多的時間到達我們這裡。可觀測宇宙的半徑每年都擴大一光年。既然我們都在學校學過簡單的歐幾里得空間，所以很難想象空間不是無限的——誰能想象某處插着幾塊牌子，上書“空間到此結束，當心下面的溝”？但愛因斯坦的引力理論允許空間是有限的，只要是以不同歐幾里得空間的方式相連，例如四維球或一個甜甜圈的拓撲結構，從而使朝一個方向的旅行最終可以把你帶到相反方向。
宇宙微波背景輻射可以用來細緻檢驗這樣的有限模型，但至今還沒有給出任何支持——平坦的無限模型非常符合觀測數據，而空間彎曲和多連通拓撲結構的模型都有很強的限制。而且，空間無限宇宙是暴脹宇宙理論的直接預言。下面所列出的暴脹理論的巨大成功進一步支持了空間就是像我們在學校裡學的一樣簡單而無限。
從20世紀20年代起，許多物理學家都爲量子力學提出了不同的“詮釋”，目的是爲測量問題提供一個可靠的解釋，並能讓我們理解波函數的坍縮。我們知道，在量子力學中，微觀粒子的狀態用波函數來描述。當微觀粒子處於某一狀態時，它的力學量（如座標、動量、角動量、能量等）一般不具有確定的數值，而具有一系列可能值，每個可能值以一定的概率出現（宏觀物體處於某一狀態時，它的力學量具有確定的數值）。也就是說，微觀粒子的運動具有不確定性和概率性。波函數就能描述微觀粒子在空間分佈的概率。
物理學中著名的“單電子雙縫干涉”實驗正是微觀粒子運動不確定性和隨機性的體現。在這個實驗中，單電子通過雙縫後竟然發生了干涉。在經典力學看來，電子在同一時刻只能通過一條縫，它不可能同時通過兩條縫併發生干涉；而根據量子力學，電子的運動狀態是以波函數形式存在，電子有可能在同一時刻既通過這條狹縫，又通過那條狹縫，併發生干涉。但是，當我們試圖通過儀器測定電子究竟通過了哪條縫時，我們永遠只會在其中的一處發現電子。兩個儀器也不會同時偵測到電子，電子每次只能通過一條狹縫。這看起來好像是測量者的觀測行爲改變了電子的運動狀態，這種反常的現象又作何解釋呢？物理學家玻爾提出了著名的“哥本哈根解釋”：當我們未觀測時，電子在兩條縫位置都有存在的概率；但是，一旦你測量了，比如說測得該電子在左縫位置，電子有了準確的位置，它在該點的概率爲1，其他點的概率爲0。也就是說，該電子的波函數在你測量的瞬間“塌縮”到了該點。
玻爾把觀察者及其意識引入了量子力學，使其與微觀粒子的運動狀態發生關係。但觀察者和“塌縮”的解釋並不十分清晰和令人信服，也受到了很多科學家的質疑。例如，塌縮是如何發生的？是在一瞬間就發生，還是要等到光子進入我們的眼睛並在視網膜上激起電脈衝信號後纔開始？
那麼，有沒有辦法繞過這所謂的“塌縮”和“觀測者”，從本應研究客觀規律的物理學中剔除觀察者的主觀成分？
埃弗雷特由此提出了一個大膽的想法：如果波函數沒有“塌縮”，則它必定保持線性增加。也就是說，上述實驗中電子即使再觀測後仍然處在左/右狹縫的疊加狀態。埃弗雷特由此進一步提出：我們的世界也是疊加的！當電子穿過雙縫後，處於疊加態的不僅僅是電子，還包括我們整個的世界。也就是說，當電子經過雙縫後，出現了兩個疊加在一起的世界，在其中的一個世界裡電子穿過了左邊的狹縫，而在另一個世界裡，電子則通過了右邊的狹縫。這樣，波函數就無需“塌縮”，去隨機選擇左還是右，因爲它表現爲兩個世界的疊加：生活在一個世界中的人們發現在他們那裡電子通過了左邊的狹縫，而在另一個世界中，人們觀察到的電子則在右邊。以“薛定諤的貓”來說，埃弗雷特指出兩隻貓都是真實的。有一隻活貓，有一隻死貓，但它們位於不同的世界中。問題並不在於盒子中的發射性原子是否衰變，而在於它既衰變又不衰變。當觀測者向盒子裡看時，整個世界分裂成它自己的兩個版本。這兩個版本在其餘的各個方面是完全相同的。唯一的區別在於其中一個版本中，原子衰變了，貓死了；而在另一個版本中，原子沒有衰變，貓還活着。前述所說的“原子衰變了，貓死了；原子沒有衰變，貓還活着”這兩個世界將完全相互獨立平行地演變下去，就像兩個平行的世界一樣。量子過程造成了“兩個世界”，這就是埃弗雷特前衛的“多世界解釋”。