人类向宇宙进军的第一个目标是我们的近邻——月亮。月亮是地球酌卫星，顾名思义，它就象一名卫兵，环绕在地球的周围。月亮与地球可以说是形影不离，它的柔和的光亮，曾使天文学家和诗人们激动不已。古往今来，多少文人墨客赋诗著文，为月亮编织了层层奇妙的面纱。
自从伽利略以来，人们用望远镜可以看到月球上有许多环形山，山与山之间有凹地，天文学家开始把它叫“海”，其实根本不是什么海，更没有水。月球上有大大小小数不清的坑，这是由宇宙中的流星击中月球所造成的。为什么月球这么“不幸”呢？说来还得怪月球自己，这是因为月球的引力很小，它“抓”不住空气，于是月球上的大气层很薄很薄。流星在闯入月球过程中不能烧毁，可以无遮无碍地、无情地砸到月球上，就留下了点点“伤痕”。月球是一个完全没有生命现象的世界，这一点科学家们是清楚的。我们探索月球的目的，并不想从月球上寻找生命，而是想把月球开辟成一个宇宙航行的基地，从这里向更远的宇宙探索。此外，由于在月球上更便于了解宇宙空间的知识，我们可以把更多的仪器放在那里，获得更多的宝贵资料。还有一点是，月球一直保持着原始的未开发状态，还是几千万甚至几亿年前的老模样，因此研究月球岩石和地质构造，对了解地球的生成及演变是很有帮助的，这就是人们一直对月球感兴趣的原因。
2000年前，人类就向往月球。16世纪意大利物理和天文学家伽利略（1564～1642）发明了望远镜，人类第一次通过望远镜观察到月球。这大大有助于人们认识月球。18世纪末，拍摄到的照片仍然是始终面向地球的月半球，分辨率为1千米左右；同时出版了月球图。至此，人类能看到月球的轮廓，但对月球结构、月面实际隋况以及月球空间环境仍不清楚。
月球自转和绕地球运行是同步的，周期为Z732天；可见面中约1／3是阴暗色盆地。最初称它为“海”，实际上是盆地。月球赤道直径是3476千米，为地球直径的2725％；它的体积为地球的2％，质量是地球的1％（地球密度为55克／厘米3，而月球密度则是33克／厘米3）。月球轨道呈椭圆形，近地点356330千米，远地点406610千米。月球表面布满沉积的尘埃，既无空气，又无水。由于是一个真空环境，向日面和背日面温度差别极大。根据美国加利福尼亚州威尔逊天文台的纪录，月球赤道点中午温度是101℃，而子夜为-1527℃。
在空间时代之前了解月球，只能依靠对电磁和粒子辐射的研究，利用望远镜观察，测量原始行星引起的太阳风，并寻找陨星落到地球上的碎块进行分析。在“阿波罗”宇宙飞船登月前，许多天文学家认为月球与地球有相同球粒陨星的组分。有的行星学者以为月球相当热。一段时间里，月球“热”和“冷”的学派争论不休，各执己见。
1893年，格罗夫·卡尔·吉伯特（1843～1918）对月球表面提出了新的解释，支持月球寒冷学派。他用美国海军观测站的067米焦距望远镜观察了月球18个夜晚，并假定平坦的浅灰色月球表面是与巨大的物体面碰撞而成的。1961年获得诺贝尔化学奖的哈罗德·克莱顿·尤里（1893～1981）这样解释他看到的月一地之间的差别：“地壳岩石大概是由于经过未完全熔化过程和长期的分裂而形成的。在月球上似乎未产生后期的分化。”美国史密森天体物理观测台台长弗雷德·惠普尔断定在月球上有许多火山活动证据，最大火山口是小行星或陨星碰撞的结果。天文学家和企业家拉尔夫·鲍德温推测，大部分月面是由于强大物体碰撞、通过热和压力使岩石成形。1963年英国天文学家帕特里克·穆尔指出，月球硬壳是灼热粘稠岩浆的固化；1966年美国地质学家杰克·格林描述月球海是由玄武岩构成的，像地球上的火成岩。根据美国宇航早带回采的月岩分析，证实了美国耶基斯和麦克唐纳天文台台长杰勒德·凯珀（1905～1973）1954年作出的结论：月球是由放射性热物质构成的。
在上述有关月球起源争论中形成了三个学派：凯珀主张月球的形成是与地球一样长久；尤里假定月球是因太阳阴霾的某一个地方被捕获而形成，这是从动力学观点推测月球起源；乔治·达尔文（1854～1912）提出了第三种不同的说法。他介绍说，在聚变过程中，月球是由地球喷射出的物质中一个巨大滴分化而迅速旋转形成；那个巨大滴停留在近地球轨道上，以后，由于潮汐驱动分开成为月球。他的设想得到美国天文学家威廉·皮克林的支持。他还进一步认为太平洋盆地是巨大滴分化的遗迹。月一地分开论的一些支持者援引了月球密度（33克／厘3）低于地球平均密度（55克/厘米3），相当于地壳和地幔部分密度的情况作证据。
前苏联对月球起源所持的观点，是根据月球演化物理力学概念。该理论认为，在地球形成时小物体和重粒子聚集在地球周围，最后形成月球。关于地一月系的形成，前苏联倾向从8Jb轨道粒子开始，由一个小核心起，在质量上逐渐增大而形成月球；或者在绕地球质量中先形成几颗大卫星，每一个有月球现在质量的一半或1／3，以后受潮汐的摩擦，使之接近轨道并引起碰撞结合。