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。
月球空心說
月球空心说是一个认为月球是中空的理论，而由於天然形成的星體在天文學上必然不可能空心，故此理論亦同時質疑月球乃人造星體。1960年代有数位科学家基于月球密度远低于地球而提出此理论。例如诺贝尔化学奖得獎者哈羅德·尤里博士曾指出月球密度低的主要原因在于月球内部结构中很大部分是空心；而美國天文學家卡尔·萨根认为天然卫星不可能是空心，故怀疑月球是人為建造。但基于主流科研如月震观察和惯性矩研究等通常否定此学说，而使月球空心論或月球乃人造之說法成為陰謀論。