科學家認為，月球上的岩石比地球上的還要古老，月球和地球幾乎是由同樣的化學元素構成的，隻是組成的成分有所不同。例如，月岩所含的鈣和鋁比地球上的岩石其含量要高，月球沒有磁場，其外殼比較穩定，近30億年以來幾乎沒什麼變化。盡管天文學家早就認為，月球體態嬌小，引力柔弱（為地球的1／6），根本不具備縛住大氣的能力，在向陽麵的高溫下，任何氣體分子都會輕而易舉地達到脫離速度而逃之夭夭。但對月球的實測表明，月球表麵並不是沒有任何大氣的真空之國，隻是大氣層太稀薄，而且大氣成分比較複雜，隨時空多變，通常在黑夜時的大氣成分主要由40％的氬、40％的氖和20％的氦組成，到日出時還會加入極少量的甲烷和氨等，有些地區的大氣中還會發現極微量的氫、氡、鈉、釙和鉀原子等。
科學家認為，月球上有冰存在，這就可能為探索月球奧秘的人們提供飲用水，也可將冰分解為氫和氧，從而為火箭提供燃料。但實地勘探後發現，月球上總共有30多萬座環形山，星羅棋布，彼此環抱，最大的環形山，直徑近300千米、海拔高達6000米以上，十分壯觀。遺憾的是，由於月球上沒有水源，這些山都是光禿禿的，寸草不生，十分荒涼。顯然，要想使如此荒漠的月球世界成為適合於生物生存的天堂，最終變成一個生機勃勃、萬物競存、鳥語花香的天上人間，當務之急是必須解決月球上的供水問題。多年來，科學家們已提出過多種設想。有一個解決辦法是：采掘月球上儲存量極為豐富的氧化鐵，用太陽能熔化爐進行熔煉，使其放出大量的氧，與運輸飛船從太空中收集製取的液態氫相結合，來生成供月球開發需要的水。
這種在月球和太空就地取材，合成製水的方案，從原理上是可行的，但要實施這一巨大的工程，絕不是輕而易舉的，涉及能源、采掘、運輸、生活等一係列問題需要配套解決。月球上的物質資源十分豐富，包括各種礦物金屬和氧，但是碳的含量較低，如果人類想以後在月球上培育植物的話，就必須帶來足夠的碳、氮和磷，為月球構建原始大氣和土壤。
月球的白天和夜間持續時間都長達半月之久，白天氣溫最高達127攝氏度，夜間溫度又低至零下183攝氏度，如此酷熱嚴寒而又溫差劇變的氣候，是月球上沒有人煙和生命的另一個重要原因。俄羅斯科學家已對如何利用月球上的土壤和岩石製造水泥等建築材料，然後利用這些材料建築一座可以調節室溫，使其適合於人類居住的生活基地的問題做過長期研究。有一個方案是，他們通過對月球的一些實測數據進行分析，認為月球很可能是一個空心球體。基於這一認識，有朝一日，就可在月球表麵打一條通道，進入月球地殼深處的“地下月宮”，在那裏建造一座適於人類居住的“地下城”。這樣，乘坐飛船奔月的旅遊者，可在這座“地下城”找到過夜的旅館，科技工作者就可以這座地下城為基地從事月球資源勘探、太空產品生產、天文觀測等活動。在“地下月宮”這個永久基地未建成之前，科學家建議可以先在地球上製成一些預製塑模構件，形成一個自動豎升的巨形圓筒，事先裝配好後，用宇宙運輸船送到月球表麵。圓筒在月球表麵一登陸即自動分成兩半打開，並自動形成一座多層結構的建築物，作為初登月球“誌願者”的臨時居所。
廣寒宮之謎
每當夜幕降臨，一輪明月升上夜空，清澈的月光灑滿大地，讓人產生無數情思、遐想。文人墨客更是對月亮倍加青睞，唐代詩人張若虛的“江上何人初見月，江月何年初照人”，還有宋代文學家蘇軾的“明月幾時有，把酒問青天”，都可稱得上是膾炙人口的詠月佳句。
月球俗稱月亮，也稱太陰。在中國古代神話中，關於月亮的故事數不勝數。古希臘神話中，月亮女神的名字叫阿耳忒彌斯，同時她也是狩獵女神。月球的天文符號好像彎彎的娥眉，同時象征著阿耳忒彌斯的神弓。