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。
月球大氣層
2017年10月，美国宇航局马歇尔太空飞行中心和休斯顿月球与行星研究所的科学家宣布，他们根据阿波罗任务所获取的月球岩浆样本的研究发现，在30亿至40亿年前的7000万年中，月球曾拥有相对较厚的大气层。这种大气来源于月球火山爆发喷出的气体，其厚度是当今火星的两倍。事实上，有人从理论上推测，这一古老的大气层可能支持生命，尽管还没有发现生命的证据。月球古大气层最终被太阳风吹散到太空中。