月相
月球本身并不发光，只是在太阳光的照射下有了明暗之分，向着太阳的半个球面是亮区，另半个球面则是暗区。随着月亮相对于地球和太阳的位置变化，就使它被太阳照亮的一面有时对向地球，有时背向地球；有时对向地球的月亮部分大一些，有时小一些，这样就出现了不同的月相。当月球运行到日地之间时，月球被太阳照亮着的一面是背对着地球的。我们在地球上就看不到了月球，即为农历初一，人们称为“新月”。
新月过后，由于月球顺着地球自转方向不断运行，其亮区也会逐渐转向地球，于是在地球上的人们就可看到一弯银钩似的月球，出现在西方天空，弓背朝向夕阳，这一月相叫“蛾眉月”，这时是农历初三、四。之后，月球逐渐远离了太阳，到了农历初七、八时，月球的半个亮区便会对着地球，这时我们便可以看到半个月亮，这一月相叫“上弦月”。
当地、月、日运行到一条线上，且月球运行到地球的背日方向时，即农历的十五、十六、十七，月球的亮区是完全对着地球的，在地球上我们便能看到一轮圆月，称为“满月”，也叫“望”。满月过后，亮区西侧开始亏缺，到农历二十二、二十三，又能看到半个月亮（凸面向东），这一月相叫做“下弦月”。在这一期间月球日渐向太阳靠拢，半夜时分才能从东方升起。又过四五天，月球又变成一个蛾眉形月牙，弓背朝向旭日，这一月相叫“残月”。随后，月球又逐渐再次运行到日地之间，此时月相又回到“朔”。
以上便是月相的整个变化过程，它周而复始地进行着周期性的变化。如果用月相变化的周期（即一次月相变化的全部过程）来计算，从新月到下一个新月，或从满月到下一个满月，就是一个“朔望月”。每两个这样的一个满月或“望月间”会间隔29.53天。在我国，农历一个月的长度，就是根据“朔望月”进行确定的。
月相的变化就是随着日、地、月三者的相对位置的变化及月球绕地球运行而不断变化的。在地球上看月球的角度不一样，月球就有了各种不同的形状，即月相的更替，所谓“月有阴晴圆缺”。月相变化的周期——“朔望月”，并不等于恒星月，而比恒星月长些，等于29天12小时44分2.78秒。原因在于月球不仅绕地球运动，而且陪伴着地球围绕太阳运行。所以月球绕地球转动的周期不是人们常认为的朔望月，仍是恒星月。
4.月食的形成过程
月食
月食是在特殊日期发生的一种特殊的天文现象。它是指当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮蔽，就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好（或几乎）在一条直线上。月食也有月偏食、月全食和半影月食之分，它只可能发生在农历十五前后。
天文特征
对地球而言，月食发生时，太阳和月球的方向会相差180度，所以月食只可能发生在“望”前后。要注意的是，月食只能发生在满月的时候，这时，太阳，地球和月球成一直线，整个月面被照亮，所以只要天清气朗，保证能看清楚看到这种壮观的场面。然而并不是每次满月都会发生月食，因为月球绕地球的轨道偏离了黄道约5°的交角，只有当满月时刻正好是在月球在其轨道上穿过黄道平面时，才会发生月全食。今天有时我们可以根据古代的月食记录来推定出历史事件的年代。
月食原理
在农历的十五、十六，月球就会运行到与太阳相对的方向，这时地月的中心大致在同一条直线上，此时就会产生月全食。如果只有部分月亮进入地月食原理球的本影，就产生月偏食。当月球进入地球的半影时，应该是半影食，但由于它的亮度减弱得很少，不易察觉，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。虽然月食都发生在望（满月），但这并不意味着每逢望都会有月食发生。
通常情况下，月球如果不从地球本影上方通过，就是会在下方离去，而它很少穿过或部分通过地球本影，因此，一般情况下就不会发生月食。每年月食最多发生3次，有时一次也不发生。地球在背着太阳的方向会出现一条阴影，称为地影。地影分为本影和半影两部分。本影是指没有受到太阳光直射的地方，而半影则只受到部分太阳直射的光线。在绕地球运行的过程中，月球有时会进入地影，于是就产生了月食现象。
如果整个月球都进入了本影时，月全食这种现象就发生了。但如果只是有一部分进入了本影时，则只会发生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。在月全食时，月球并不是完全看不见的，这是由于太阳光在通过地球的稀薄大气层时受到折射进入本影，投射到月面上，令到月面呈红铜色。视乎月球经过本影的路径及当时地球的大气情况，亮度在不同的月全食会有所不同。有时月球并不会进入本影而只进入半影，这就称为半影月食。当半影月食发生时，月亮会略微变暗，但月球的边缘并不会被地球的影子所阻挡。
月食分类
通常月食大致被分为月全食、月偏食和半影月食三种，但有时也只分为月全食和月偏食两种。当月球只有局部进入到地球的本影时，就会出现月偏食；而当整个月球进入到地球的本影时，就会出现月全食。而半影月食则是指月球只是穿过了地球的半影区，使月光轻微减弱，而我们则很难用肉眼看出其中的差别，所以不为人们所注意。
地球的直径远远大于月球，大约是月球的4倍。在月球轨道处，地球的本影的直径仍是月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上时，月亮就会完全进入地球的本影，而产生月全食。由于月球的体积远远小于地球，所以如果月球始终只是部分被地球本影遮住，就会发生月偏食。
地球的影子也有两种分类，即本影和半影。如果月球进入到半影区域，也会把太阳的光遮掩掉一些，这种现象在天文上称为半影月食。由于在半影区阳光仍十分强烈，月面的光度只是极轻微减弱，多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情况下，半影月食较不易被人发现，故不能算为月食的各类，因此月食只有月全食和月偏食两种。
在一年中发生月食的次数一般为2次，最多时也会发生3次，但有时却也是一次也不会发生。因为在一般情况下，月亮不是从地球本影的上方通过，就是在下方离去，很少穿过或部分通过地球本影，所以一般情况下就不会发生月食。据统计，每个世纪半影月食、月偏食、月全食发生的概率为36.60%，34.46%和28.94%。
5.探索月球的月球车
月球车是对月球进行考察时的专用车辆，它可以在月球表面行驶，帮助月球考察和收集分析样品。它的学名是“月球探测远程控制机器人”，公众已经习惯叫它“月球车”。世界上第一颗人造卫星发射成功后，人们便开始了飞向地外天体的准备。然而，在对月球表面进行探测的过程中，空间采取什么样的运输工具才有可能在月面上进行实地考察呢？于是，产生了月球车。通过月球车可以将月面考察的珍贵资料带回地球，科学家再进行分析研究，这对人们认识月球有很大的帮助作用。
月球车的种类
1.无人驾驶月球车
这种月球车是由轮式底盘和仪器舱组成，它是靠太阳能电池和蓄电池联合起来供电的。这类月球车的行驶是靠地面遥控指令。1970年11月17日，苏联发射的“月球”17号探测器把世界上第一台无人驾驶的月球车——“月球车”1号送上月球。此车约重1.8吨，在月面上行驶了10.5公里，考察了8万平方米的月面。此后苏联的“月球车”2号又在月球行驶了37公里，向地球发回了许多幅具有巨大价值的月面全景图。
2.有人驾驶月球车
阿波罗号
这种月球车是要由宇航员驾驶才能在月面上行走的车。主要用于扩大宇航员的活动范围和的体力消耗，可随时存放宇航员采集采集的岩石和土壤标本。这类月球车的每个轮子各由一台发动机驱动，靠蓄电池提供动力，轮胎在-100℃低温下仍可保持弹性，宇航员操纵手柄驾驶月球车。1971年9月30日，美国“阿波罗”15号飞船登上月球，两名宇航员驾驶月球车行驶了27.9公里；随后“阿波罗”16号、17号又相继携带月球车登月，利用车上的摄像机和传输设备，向地球发回了宇航员在月面上的整个活动的情景。
中国的月球车
中国月球车
早在2005年，“嫦娥工程”首席科学家就对媒体披露，航天部门已经出台了关于“嫦娥工程”用月球车的技术参数和需要完成的科研任务，向全国公开竞争，择优选用。此前，见诸报端的至少有7家高校和科研单位在从事月球车的研制，它们是哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、清华大学、中国科学技术大学、航天科技集团第五研究院第502研究所、上海交通大学和国防科技大学，“每家都有绝活”。虽然这个规模很大，但航天部门所掌握的数据却要远远超出这个规模，他们手头上掌握的国产月球车模型不低于40辆。
2007年10月24日，受到中外人士极度关注的“嫦娥一号”已在西昌卫星发射基地直入月球。中国探月工程已进入实施阶段。2012年，中国的第一个软着陆器将登陆月面。探月工程开启了中国深空探测事业的大门。自此，一系列的深空探测器逐渐进入人们的视野，而“月球车”则是其中的首发队员。
攻克月球车制造难点
难点1：重力
相比地球来说，月球的重力很小，约是地球的1/6。这便意味着，质量为50千克的东西，在地球上所受重力约500牛。到了月球表面则变成约80牛。因此，这就使得月球表面的土壤十分松软，而松软的土壤则会降低月球车的行进效率。
难点2：路况
月球表面的路况极为复杂，路面崎岖不平，有石块、有陨石坑，还有坡。在这种情况下，月球车在轮子的设计上就要费一番功夫。为保证月球车的顺利行驶，轮子就要能克服重重障碍，既不能打滑，也不能翻车，还要保证后退、转弯、爬坡等样样在行。
难点3：温度
轮胎的材料是具有极高的要求的，要克服月球在自转期内极大的温差。月球在一个自转周期内，温差可以达到310℃，如此大幅度的温度变化会使橡胶迅速老化，所以月球车轮胎必须要采用特殊的材料。
难点4：人工智能
月球车并不是个简单的行驶工具，它更多的是个智能机器人，需要具备独立处理各种环境的能力。由于距离太远，无法通过遥控的方法处理反馈信息。月球车需要配置若干个传感器，在得知周围环境、自身姿态、位置等信息后，通过地面或车内装置，形成三维地形图。进而进行方向的编辑，以便勾画出要到达目标点的路径，并指导和控制月球车到达目的地。
难点5：电力供应
月球昼夜的变化是由其自转引起的。月球上的一天，相当于地球上的27天略多。因此，月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。因此这也就是说，月球车最多可连续工作14天，而当进入月夜后，由于无法通过光能发电，就会进入休眠状态，等到14天后，又能自动醒来。
在2012年，“嫦娥工程”将会实现“落地”这一重大任务，而要想顺利完成这一任务，月球车、着陆器将会发挥重要作用。“月球车，从软着陆器上跑下来，然后要在月球上走，这里面有好多问题。”中国科学院院士、中国探月工程首席科学家欧阳自远反复强调其中的技术难关。与此同时，为了解决以上这一系列制造月球车难的问题，我国的科研研究人员正在绞尽脑汁制造中国版的月球车。
6.月球的成分及资源
月球的表面
据研究，在45亿年前，月球的表面是一片液体岩浆海洋。科学家认为组成月球的矿物克里普矿物（KREEP）展现了岩浆海洋留下的化学线索。KREEP实际上是科学家称为“不兼容元素”的合成物，那些无法进入晶体结构的物质被留下，并浮到岩浆的表面。研究月球时，KREEP是个很方便且重要的线索，从中可以看出月壳的火山运动历史，同时也可以推测出彗星或其他天体撞击的频率和时间。
月壳由许多元素组成的，其中的主要元素有：铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝及氢。当受到宇宙射线轰击时，每种元素会发射特定的伽玛辐射。有些元素，例如：铀、钍和钾，本身已具放射性，因此能自行发射伽马射线。但无论成因为何，每种元素发出的伽马射线均不相同，每种均有独特的谱线特征，而且可用光谱仪测量。迄今为止，人类对月球元素的丰度还是没有作出面性的测量，而只限于月面一部分。
从多次对月球的勘探来看，月球蕴藏着极为丰富的矿藏。据介绍，月球上稀有金属的储藏量比地球还多。月球上的岩石主要有三种类型，第一种是富含铁、钛的月海玄武岩；第二种是斜长岩，富含钾、稀土和磷等，主要分布在月球高地；第三种主要是由0.1～1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中的元素含量是极为丰富的，不仅含有地球上的全部元素和大约60种的矿物，其中还有6种矿物是地球上所没有的。