月球是地球唯一的天然卫星。太阳光射到地球要花8分钟的时间,平均行程足足有15000万千米;而月球到地球的平均距离却只有384404千米,约相当于地球半径的60倍;地球环绕太阳公转一周的时间是一年,而月球环绕地球公转一周的时间却等于地球上的27.3天。地球自西向东绕轴自转一周的时间是23小时56分,也就是地球的一个昼夜;而月球自转的周期却正好等于它公转一周的周期,所以月球的一天就相当于地球的一个月。

　　月球白天与黑夜的时间约各相当于地球的两个星期。由于月球公转和自转的周期相等,所以永远只有一面对着地球,另一面背着地球,从地球只能看到月球表面面积的59%,约相当于南美洲这么大一块区域。当登月飞船飞到月球的背面,无线电通信就会被阻隔而中断,所以飞船登月的地点,都选择对地的一面。人们用光学望远镜、雷达来研究月球,都只能局限于它的正面,对它的背面则一无所知。自1959年以来,发射了月球探测器,才逐步解开了月球背面的千古奇谜!月球的引力造成地球上海洋的潮汐涨落,同时它对地球某些部分的作用,使地球呈现梨形。地球对月球的引力也使月球正面有明显的鼓起。

　　地球的平均直径为12742千米,是太阳系中比较小的行星；月球的平均直径为3475.8千米,约为地球的四分之一,是太阳系中比较大的卫星。所以天文学家常常把地球月球系统当作一组美丽的双行星。月球表面面积为3800万平方千米,相当于地球表面面积的十四分之一,比亚洲的面积略为大一些。月球的体积是220亿立方千米,相当于地球体积的49分之一。月球的质量为地球的1.23%,约为7350×(10的16次方)吨。月球平均密度为3.34克/厘米,而地球的平均密度则为5.52克/厘米,这表明月球内部不像地球那样有一个比较紧密的核心。

　　月面的重力差不多只相当于地面重力的六分之一,一个在地面上重60千克的人,在月面上只重10千克。如果在月面上跳高,人的重心提高的高度约可等于在地面提高的6倍,一个跳高运动员可以跳离月面8米多,已是世界纪录的3倍多了。如果举重,人们可举起6倍于地面的重量,而月面力拔千斤并非难事。在月面上物体下落要比地面上慢得多,好像电影中的慢镜头一样。例如从20米高的地方垂直抛下一块石子,在地球上2秒钟就可落地,但是在月球上却需要5秒钟。

　　月球以前是否有过大气,至今科学家尚无定论。如果月球在几十亿年前确曾有过大气的话,由于它的重力小,无法吸住保留,也早逸散到宇宙空间去了。月面上既无大气存在,自然就没有风、云、雨、雪、雾、雹、霜、露、晕、虹、霓等气候变化,也就没有什么春夏秋冬的季节。但因月面上没有大气和水可以调节温度,使太阳照射的热量有93%为月面所吸收,而地球只吸收57%,因此月球白天在太阳照射下,特别炎热,中午温度可达127℃,斜射时随着阳光斜度的变化逐渐降低到50℃以下;白天阴影处为-65℃;夜晚由于月面散热特别快,夜晚时间又特别长,所以非常寒冷,至黎明前为-183℃,能使温度计中的水银冻结,真不愧为广寒宫了!太阳除了辐射热外,还发出放射线,轰击月球。这种放射线的突然爆发,对登月的航天员也是非常危险的。

　　由于月球没有空气传送声波,所以真是万籁俱寂,连登月的航天员彼此之间讲话,也要用无线电通过耳机才能听到。月球没有大气也就没有反射和散射光,所以在阳光下特别光亮,比地球上的亮度约大100倍,而在太阳光照不到的地方,几乎是绝对的黑暗无光,其明暗对比十分强烈。因此在月球上白天的天空也呈黑色,不像地球蓝天白云那样的明媚绮丽。在月面上看地球,像在地面上看月球一样,从升起到落下的27天中,也有新月形、半月形、满月形的变化。更奇妙的是,随着人在月球上位置的不同看到的地球可以在东方,也可以在南方、西方和北方。如果站在月球正面的中心区域,则可看到地球一直悬挂在天顶附近。在月球上看到的地球既大又亮,视直径大约比在地球上看到的月亮大3倍。地光比月光明亮数十倍,在月球上的夜晚,尽可以阅读书报。

　　人们用肉眼可以看到月球有明有暗,暗区很平坦,而发亮的明区则高低不平。暗区称为月海,明区称为高地,高地约占月球正面面积的60%。月球上有着起伏的山峰、崎岖的高地、广阔的平原、深长的峡谷,还分布着小川、山脊、石壁和断层。在陨石亿万年的不断撞击下将月球表面的岩石撞击成灰尘,因此使月面覆盖着一层尘土。月面上到处有着形如环形山的坑穴,数量在百万个以上。登高遥望,真是千疮百孔。直径最大的环形山是月球南边缘的克拉维斯环形山,直径达256千米左右,最小的坑穴直径只有几十厘米。环形山的高度有高达5000米以上的。坑穴深浅不一,最深的坑穴达好几千米。

　　月球上的山脉和地球上差不多,但峰峦更为峻峭,大都环绕着“月海”,其数量比环形山少得多。美国“阿波罗15”号飞船降落地点亚平宁山脉为月球正面最长的山脉,蜿蜒多600千米。“阿波罗17”号飞船降落在金牛山脉地区。这里群山环抱,巨石参差,坑洼崎岖,地质复杂,在表面上是一层深色物质,而且历史久远,可找到月球初期的岩石。在附近又可拾取可能是近期火山爆发的尘土,所以容易引起兴趣不同的科学家们的注意。过去虽测量过月球1000多座山峰的高度,其中有6座山峰高达6000米以上,月球正面的莱布尼兹山脉的最高峰据信高达9千米,超过地球的最高峰。

　　地球上的地震,每年达几百万次,而月球的月震每年仅三四百次,因此月球被称为“寂静的天体”。而在震动的强度方面,地球每年平均释放出的地震能量比月球释放出的月震能量要大50亿倍。月震同地震还有一个显著的区别,月震波在月球内部要经过多次的回波反射,一般震波要持续1小时以上;而地震波回波反射次数很少。例如,美国阿波罗飞船与运载火箭“土星5”号第三级分离后,火箭即循另一条轨道在飞船之前先到月球,以每秒2.5千米的速度撞击月球,其威力相当于11吨TNT炸药的爆炸,炸开直径约40米、深为20米的巨坑,使月球震动达3小时20分钟之久,而如果在地球通常只会震动几秒钟而已。