8月31日夜拍攝長沙城區夜空的「藍月亮」。新華社記者 龍弘濤 攝
配圖：資料圖
月球是被人們研究得最徹底的天體。人類至今第二個親身到過的天體就是月球。月球的年齡大約有46億年。月球與地球一樣有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它佔了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000度，很可能是熔融狀態的。月球直徑約3474.8公里，大約是地球的1/4、太陽的1/400，月球到地球的距離相當於地球到太陽的距離的1/400，所以從地球上看去月亮和太陽一樣大。月球的體積大概有地球的1/49，質量約7350億億噸，差不多相當於地球質量的1/81左右，月球表面的重力約是地球重力的1/6。月球永遠都是一面朝向我們，這一面習慣上被我們月球的正面地圖稱為正面。另外一面，除了在月面邊沿附近的區域因天秤動而中間可見以外，月球的背面絕大部分不能從地球看見。在沒有探測器的年代，月球的背面一直是個未知的世界。月球背面的一大特色是幾乎沒有月海這種較暗的月面特徵。而當人造探測器運行至月球背面時，它將無法與地球直接通訊。
月球27.321666天繞地球運行一周，而每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同，月球的軌道平面較接近黃道面，而不是在地球的赤道面附近。
相對於背景星空，月球圍繞地球運行(月球公轉)一周所需時間稱為一個恆星月;而新月與下一個新月(或兩個相同月相之間)所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恆星月長是因為地球在月球運行期間，本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。從月球看地球
嚴格來說，地球與月球圍繞共同質心運轉，共同質心距地心4700千米(即地球半徑的3/4處)。由於共同質心在地球表面以下，地球圍繞共同質心的運動好像是在「晃動」一般。從地球南極上空觀看，地球和月球均以順時針方向自轉;而且月球也是以順時針繞地運行;甚至地球也是以順時針繞日公轉的，形成這種現象的原因是地球、月球相對於太陽來說擁有相同的角動量，即「從一開始就是以這個方向轉動」。
月球本身並不發光，只反射太陽光。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為-12.7等(見)。它給大地的照度平均為0.22勒克斯，相當於100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，它的平均反照率只有7%，其餘93%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為6%。月面高地和環形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。月球的亮度隨而月球的背面地圖變化，滿月時的亮度比上下弦要大十多倍。
由於月球上沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低，因而月球表面晝夜的溫差很大。白天，在陽光垂直照射的地方溫度高達+127℃;夜晚，溫度可降低到-183℃。這些數值，只表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，這種測量表明，月面土壤中較深處的溫度很少變化，這正是由於月面物質導熱率低造成的。從月震波的傳播瞭解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60～65公里。月殼下面到1,000公里深度是月幔，佔了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1,000℃，很可能是熔融的，據推測大概是由Fe-Ni-S和榴輝巖物質構成。