月球內部構造
月球的平均密度是3.3464公克/立方公分，是太陽系的衛星之中第二高（僅次於埃歐）。但是，有幾項跡象意味著月球的核心很小，半徑大約只有350公里，甚或更小。月球的核心只佔了月球大小約20%，相較其他大多數的類地型天體幾乎都佔到50%。月球核心的成分仍然不明，但多數都相信其組成金屬鐵的合金與少量的硫和鎳。分析月球自轉相對於時間的變化，顯示核心至少有一部分是熔融的。
月球表面
月球大气层中只存在很少的气体，月表气压约0.3-{zh-hans:纳;zh-tw:奈;zh-hant:納}-帕，在大多数实际场合可以忽略不计，而被认为是真空。由于没有大气层，不论是白天还是夜晚，月球的天空一直是漆黑的；也没有传导声音或温度的介质。月表平均温度为白昼107摄氏度，最高达到130摄氏度；夜晚平均温度为零下153摄氏度，最低达到零下180摄氏度。月球上暴露的辐射量是地球的200～1000倍，若在月球表面停留2个月，宇航员受到的辐射相当于在空间站上待5个月。