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。
月球背面
兩個半球的特徵有著顯著的不同，正面有許多巨大的月海（這是早期的天文學家在認知上的錯誤，以為這些平原有水，才稱之為海）；另一邊受到撞擊，有著密集的隕石坑，只有少量，大約2.5%的面積被海覆蓋著，相較之下，正面的海覆蓋的面積高達31.2%。這種差異最有可能的解釋是熱量的生成集中在正面的半球上，如已被證實的來自月球勘探者的γ射線光譜地質化學圖。而其他的因素，如表面的隆起和地殼的厚度，也會影響到其中的玄武岩爆發，但是這些都不能解釋為何南極-艾托肯盆地（有著月球上最低高度的和薄的地殼）沒有像正面的風暴洋一樣劇烈的火山活動。