皓月当空，人们天天看它，却不知道上面究竟是什么样子。千百年来人们盼望着揭开月球的面纱，看看它真实的模样。
1608年，荷兰一位磨眼镜片的工人发现，把几片经过磨制的玻璃摆在适当的位置上，就可以使远处的景物看起来如在眼前。从此人类有了望远镜。伽利略听到这个消息，立刻联想到遥远的天空能不能用望远镜来观测呢？他凭借自己丰富的物理光学知识，很快就制成了人类第一个天文望远镜。1610年，他把望远镜指向天空，观测的第一个目标就是月亮。“啊！”他惊讶地大叫起来，因为他无论如何也没有想到，人们心目中圣洁无暇的月亮竟会是这个样子。那想象中应该是平坦光滑的月面上布满了高山和深谷，还有大片大片黑暗的地区。伽利略想，大片黑暗的地区一定是大海。他根据自己的观察画了第一幅月面图，还给两条最明显的山脉起了名字，叫阿尔卑斯山脉和亚平宁山脉；又给两个海起了云海、湿海的名称。他把自己的观测结果公布于世，几乎所有的人都被震动了。
今天我们已经清楚地知道，月球上根本没有水，哪能有海呢？那些“海”实际上是一些地势比较低的广阔平原。由于科学家们已经习惯称它们为“海”，所以就这样一直延用到今天。在月球的正面，月球海占了半球表面的一半。不仅如此，在今天的月面图上，有些较大的“海”还称为“洋”，较小的“海”称为“湖”或者“沼”，甚至把海伸向高地的部分称为“湾”。这些带“水”字偏旁的名称使滴水全无的月球显得有了一些生气。
月球上的山很特别，一座一座的山像一个一个的碗，每一座山圆圆地围成一圈，称为环形山。环壁就是山，环壁中央围成的低地称为环底。有趣的是，在一些比较大的环形山中间，还有一个或几个中央峰，像锥子似地矗立在环形山中央。月球上的环形山数也数不清。初步统计，直径在一千米以上的就有33，000多个。最大的贝利环形山直径有295千米；另一个克拉维环形山，直径也有230千米。比较大的环形山都是用科学家的名字命名的，最著名的有哥白尼环形山、阿基米德环形山、托勒密环形山、伊巴谷环形山等。此外还有以我国科学家石申、张衡、祖冲之、郭守敬等的名字命名的环形山。
对环形山形成的原因，人们的说法也很不相同。一种意见认为是火山爆发形成的；另一种意见认为是流星、陨石等小天体猛烈撞击形成的。
“火山爆发说”认为，月球质量小，又没有地球那样的“铁心”，所以它对表面物质的吸引力就小，火山爆发的规模就会很大，因此形成巨大的“火山口”。加之月球上没有空气和水，没有风吹雨打的侵蚀，火山口就可以长期地、原封不动地保持它的原貌。我们地球上的火山爆发也形成过与月球环形山十分相似的火山口，但地球风化现象严重，火山口就逐渐被破坏得看不清了。
“天体撞击说”认为，月球没有空气。在流星、陨石撞击的时候，月球不能保护自己。经过亿万年天体的撞击，月面就成了今天这种“坑坑洼洼”的样子，所以“环形山”又叫“月坑”。我们的地球有大气层保护，小天体进入大气，剧烈的摩擦产生的高温，使多数小天体在空中就被烧毁了，无法落到地面上，所以地球表面没有那么多环形山。
这两种说法都有一定道理。多数科学家的结论是：较大的环形山是火山爆发的遗迹；较小的环形山是天体撞击的结果。