科学家认为，月球上的岩石比地球上的还要古老，月球和地球几乎是由同样的化学元素构成的，只是组成的成分有所不同。例如，月岩所含的钙和铝比地球上的岩石其含量要高，月球没有磁场，其外壳比较稳定，近30亿年以来几乎没什么变化。尽管天文学家早就认为，月球体态娇小，引力柔弱（为地球的1／6），根本不具备缚住大气的能力，在向阳面的高温下，任何气体分子都会轻而易举地达到脱离速度而逃之夭夭。但对月球的实测表明，月球表面并不是没有任何大气的真空之国，只是大气层太稀薄，而且大气成分比较复杂，随时空多变，通常在黑夜时的大气成分主要由40％的氩、40％的氖和20％的氦组成，到日出时还会加入极少量的甲烷和氨等，有些地区的大气中还会发现极微量的氢、氡、钠、钋和钾原子等。
科学家认为，月球上有冰存在，这就可能为探索月球奥秘的人们提供饮用水，也可将冰分解为氢和氧，从而为火箭提供燃料。但实地勘探后发现，月球上总共有30多万座环形山，星罗棋布，彼此环抱，最大的环形山，直径近300千米、海拔高达6000米以上，十分壮观。遗憾的是，由于月球上没有水源，这些山都是光秃秃的，寸草不生，十分荒凉。显然，要想使如此荒漠的月球世界成为适合于生物生存的天堂，最终变成一个生机勃勃、万物竞存、鸟语花香的天上人间，当务之急是必须解决月球上的供水问题。多年来，科学家们已提出过多种设想。有一个解决办法是：采掘月球上储存量极为丰富的氧化铁，用太阳能熔化炉进行熔炼，使其放出大量的氧，与运输飞船从太空中收集制取的液态氢相结合，来生成供月球开发需要的水。
这种在月球和太空就地取材，合成制水的方案，从原理上是可行的，但要实施这一巨大的工程，绝不是轻而易举的，涉及能源、采掘、运输、生活等一系列问题需要配套解决。月球上的物质资源十分丰富，包括各种矿物金属和氧，但是碳的含量较低，如果人类想以后在月球上培育植物的话，就必须带来足够的碳、氮和磷，为月球构建原始大气和土壤。
月球的白天和夜间持续时间都长达半月之久，白天气温最高达127摄氏度，夜间温度又低至零下183摄氏度，如此酷热严寒而又温差剧变的气候，是月球上没有人烟和生命的另一个重要原因。俄罗斯科学家已对如何利用月球上的土壤和岩石制造水泥等建筑材料，然后利用这些材料建筑一座可以调节室温，使其适合于人类居住的生活基地的问题做过长期研究。有一个方案是，他们通过对月球的一些实测数据进行分析，认为月球很可能是一个空心球体。基于这一认识，有朝一日，就可在月球表面打一条通道，进入月球地壳深处的“地下月宫”，在那里建造一座适于人类居住的“地下城”。这样，乘坐飞船奔月的旅游者，可在这座“地下城”找到过夜的旅馆，科技工作者就可以这座地下城为基地从事月球资源勘探、太空产品生产、天文观测等活动。在“地下月宫”这个永久基地未建成之前，科学家建议可以先在地球上制成一些预制塑模构件，形成一个自动竖升的巨形圆筒，事先装配好后，用宇宙运输船送到月球表面。圆筒在月球表面一登陆即自动分成两半打开，并自动形成一座多层结构的建筑物，作为初登月球“志愿者”的临时居所。
广寒宫之谜
每当夜幕降临，一轮明月升上夜空，清澈的月光洒满大地，让人产生无数情思、遐想。文人墨客更是对月亮倍加青睐，唐代诗人张若虚的“江上何人初见月，江月何年初照人”，还有宋代文学家苏轼的“明月几时有，把酒问青天”，都可称得上是脍炙人口的咏月佳句。
月球俗称月亮，也称太阴。在中国古代神话中，关于月亮的故事数不胜数。古希腊神话中，月亮女神的名字叫阿耳忒弥斯，同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好像弯弯的娥眉，同时象征着阿耳忒弥斯的神弓。
皓月当空，我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295千米，可以把整个海南岛装进去。最深的环形山是牛顿环形山，深达8788千米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷迭现，别有一番风光。
对于我们来说，月亮非常神秘，有许多未解之谜。
月球上真有嫦娥吗
望着窗外的一轮明月，如玉盘一样悬挂在夜空，那月色如水一样倾泻下来，整个世界都笼罩在皎洁的月色里，那样安静、那样朦胧。
传说月宫里住着美丽的嫦娥，她的身边有一只可爱的玉兔，那只玉兔时刻陪伴在嫦娥的周围，陪伴着嫦娥度过每一个寂寞的夜晚。
月亮之中的这只兔子，浑身洁白如玉，所以称作“玉兔”。玉兔拿着玉杵，跪地捣药，制成蛤蟆丸，服用此药丸可以长生成仙。久而久之，玉兔便成为月亮的代名词。古时候，文人写诗作词，常常以玉兔象征月亮，像辛弃疾的《满江红·中秋》即以玉兔表示月亮。至于诸多旧小说，也常常使用此等掌故以暗示月亮。
月球上真有嫦娥和玉兔吗？
没有。因为月球的引力很小，连空气都留不住，所以那里没有空气，没有水。那儿白天的温度很高，达170摄氏度；黑夜又很冷，要降到－180摄氏度，嫦娥和玉兔不能在那里生活。
美丽的“月宫”之谜
月球是地球唯一的天然卫星。月球表面具有复杂的结构。肉眼看到的月亮正面明亮的部分，是月球表面上的山脉、高原。此外，月球表面满布着一层厚度不等的月尘和岩屑，月尘是从表层到几十毫米的深度上覆盖着的一层黏性灰尘。人们已发现月球上有近60种矿物质，其中有6种是地球上尚未发现的。
皓月当空，人们一眼就能看出月面的下部显得格外明亮，月面南部的陆地与月面的月海区形成了鲜明的对比。这是因为月陆主要是由斜长岩组成，对阳光的反射率较高。通过天文望远镜观察，会发现这里密布着大大小小的环形山，给人以千疮百孔之感，是典型的月面山区。
月面南纬30度以南的月陆基本上连成了一片。这块陆地的地形是从东西边缘和中央区向赤道伸展，构成一个“山”字形。在这片广阔的陆区也分布着两个月海，这就是以南纬约50度和东经约80度为中心的南海（月面的右下方）。与此相对称的另一边，即以南纬约50度和西经约50度为中心点的一片月海（月面的左下方），它是从湿海引申而来，没有赋予专门的名称。这两个月海面积小，又在明亮的月陆包围中，显得很不起眼。月海区的地形地势有形形色色的湖、湾、沼、岛和半岛等特征。月陆的地形地势自然有高地、峭壁、山脊、山链和隆起带等特征。月球南部陆地是环形山最密集的区域，真是密密麻麻，重重叠叠，尤以莫罗利卡斯环形山周围最为显著。一般说来，环形山的周壁高度在300～7000米之间，而环形山的直径相差甚大。直径在百千米左右的大环形山周壁有如群山环绕的盆地。直径在几十千米的环形山一般都比较高和深，有的深达几千米，宛如洞穴深渊。直径在几十米以下的环形山周壁不高，但到处皆是。有人把月面南部山区比作神秘之宫，小环形山则像是宫中的点缀物。
月球上著名的环形山有以下几个。
第谷环形山：它是以丹麦的天文学家第谷（1546～1601）的名字命名的。位于月面西经11度，南纬43度，直径85000米，环壁高4850米，中央丘高1600米。它的结构复杂，并显现出年轻环形山挺拔峻峭的风姿。以满月时可从地球上看到最多最长的辐射线而著称。辐射线从环形山中心呈弧形向外延伸，最长的可达1800多千米，共有12条。辐射线贯穿整个南部陆地，叠加在许多环形山之上，有的甚至伸展到酒海、静海、云海、知海和风暴洋，饶有特色，蔚为壮观，肉眼可以直接看到按月面演化史来分类，第谷环形山属于哥白尼纪，也就是与哥白尼环形山的年龄差不多。这类环形山的特点是：环形山的周壁形态比较完整；有明显的辐射线；岩石的反射率较高；属于年轻型的环形山。月面学家认为，它们是在后月海时期的后一阶段形成的，即在风暴洋和雨海等地发生大面积陷落结束后才出现的。第谷环形山一直吸引着天文学家、地质学家和广大天文爱好者的注意。1968年1月7日，美国发射的“勘测者”7号月球探测器就降落在第谷环形山北侧不远的地方（西经11.44度，南纬40.89度），这是人类发射的探测器降落在月球上最南方的一个。它对月壤进行了分析，还拍下了2万多张月球照片，其中拍下了第谷环形山一些辐射线的照片，从照片上可以看出辐射线上聚集着许多小环形山。
克拉维环形山：它是以德国的数学家和天文学家克拉维（1537～1612）的名字命名的。它位于月面西经14度，南纬58度，直径约240千米，环壁严重坍塌，很像盆地周围的丘陵。在它的底部和环壁上还有很多环形山，其中环壁上两个较大的环形山，一个叫波特环形山，直径约为52千米，另一个叫卢瑟福环形山，直径约为54千米。可以想象，这里的地形和地势是多么错综复杂，恐怕在地球上是找不到这类难以认清的重叠的地貌结构。克拉维环形山不仅以其大而闻名，更以它身经亿万年的老态龙钟被月质学家们所选中，作为老环形山的代表。它的特点是：面积大，环壁坍塌，失去当年原始面貌；底部平坦，没有中央丘；重叠着很多后生的环形山。
贝利环形山：它是以法国天文学家贝利（1736～1793）的名字命名的环形山。它位于月面西经60度，南纬67度，直径约64千米，据说它可能是月球上最深的环形山之一。另外，在莫罗利卡斯环形山周围不仅环形山密度大，并且这里的一些环形山也比较高。这是以意大利数学家莫罗利卡斯的名字命名，它的位置在月面东经14度，南纬42度，直径114千米，环壁高达4730米。
由于月球自转轴不垂直于它的轨道面，月球赤道与轨道面有6度41分的夹角。同时，月球在公转中，自转轴指向基本不变，这样就产生了月球两极倾向地球的角度发生变化。这种现象就叫作月球的纬天平动，最大变化为6度41分，变化周期为一个交点月。对于天文爱好者来说，只要经常仔细地观察月面，就会发现这种有趣的月轮变化。如果能进行天体摄影，可以从中测量这种变化的角度，了解并确定月面南极附近部分区域时隐时现的可见程度。南极点虽然无法直接观察到，但我们提供南极点附近的几个目标，帮助判断南极点：在南极点之东约3度的地方有一个叫德里加尔斯基环形山，直径约176千米，西经90度线正好穿过它。我们关于月球南极陆地的特征的了解，远不如我们对月球赤道区域了解得多，还有待于人们进一步的认识。