Місяць привертав увагу людей з доісторичних часів. Це другий найяскравіший об'єкт на небі після Сонця. Оскільки Місяць обертається по орбіті навколо Землі з періодом в один місяць, кут між Землею, Місяцем і Сонцем змінюється, що ми спостерігаємо як цикл місячних фаз. Період часу між послідовними новими місяцями становить 29,5 днів (709 годин).
Хоча Місяць і обертається навколо своєї осі, він завжди звернений до Землі тою самою стороною. Річ у тім, що Місяць робить один оберт навколо своєї осі за той самий час (27,3 діб), що й один оберт навколо Землі. А оскільки напрям обох обертань збігається, його протилежний бік з Землі побачити неможливо. Проте, оскільки обертання Місяця навколо Землі по еліптичній орбіті відбувається нерівномірно, з Землі можна спостерігати 59% місячної поверхні.
Гравітаційні сили між Землею і Місяцем викликають деякі цікаві ефекти. Найвідоміший з них — морські припливи і відливи. Гравітаційне тяжіння Місяця сильніше на тому боці Землі, яка звернена до Місяця, і слабше на протилежному боці. Тому поверхня Землі, і особливо океани, витягуються в напрямку до Місяці. Якби ми подивилися на Землю збоку, ми побачили б дві опуклості, і обидві вони спрямовані у бік Місяця, але перебувають на протилежних сторонах Землі. Цей ефект набагато сильніший в океанській воді, ніж у твердій корі, тож опуклість води більша. А позаяк Земля обертається набагато швидше, ніж Місяць переміщується за своєю орбітою, переміщення опуклостей навколо Землі раз за день дає дві вищих точки припливу у день.
Завдяки своєму розміру і складу Місяць іноді відносять до планет земної групи поряд із Меркурієм, Венерою, Землею і Марсом. Тому вивчаючи геологічну будова Місяця, можна багато дізнатися про будову та розвиток Землі.
Товщина кори Місяця в середньому становить 68 км, змінюючись від 0 км під місячним морем Криз до 107 км у північній частини кратера Корольова на зворотному боці. Під корою перебуває мантія і, можливо, мале ядро з сірчистого заліза (радіусом приблизно 340 км і масою, що становить 2% маси Місяця). На відміну від мантії Землі, мантія Місяця лише частково розплавлена. Цікаво, що центр мас Місяця розміщується приблизно в 2 км від геометричного центру в напрямку до Землі. На тій стороні, яка повернена до Землі, кора тонша.
Місяць не має магнітного поля. Але деякі з гірських порід на його поверхні виявляють залишковий магнітизм, що вказує на те, що, можливо, в історії у Місяця було магнітне поле.
Не маючи ні атмосфери, ні магнітного поля, поверхня Місяця зазнає безпосереднього впливу сонячного вітру. Протягом 4 мільярдів років водневі іони з сонячного вітру занурювались у реголіт Місяця. Таким чином, зразки реголіту, доставлені Аполлоном, виявилися дуже цінними для дослідження сонячного вітру. Цей місячний водень також може бути використаний колись як ракетне паливо.
Поверхню Місяця можна розділити на два типи: дуже стара гірська місцевість з великою кількістю вулканів і відносно гладкі і молоді місячні моря. Місячні моря, які становлять приблизно 16% всієї поверхні Місяця, — це величезні кратери, що виникли в результаті сутичок з небесними тілами, які були пізніше затоплені рідкої лавою. Більша частина поверхні покрита реголітом — сумішшю тонкого пилу і скелястих уламків, отриманих із зіткнень з метеорами. З незрозумілої причини місячні моря сконцентровані на зверненій до нас стороні.
Також виділяють другорядні деталі місячного рельєфу — бані, хребти, долини і тріщини, котрі називаються місячними борознами (риллами).
Але нова інформація, отримана шляхом детального вивчення зразків з Місяця, привела до наступної теорії: Земля зіштовхнулася з дуже великим об'єктом (як Марс, чи навіть більшим) і Місяць сформувався з вибитої цим зіткненням речовини. Не всі деталі цієї теорії опрацьовані, але саме вона на сьогодні має найбільше поширення.