月球俗稱月亮，也稱太陰，是地球的唯一的天然衛星，也是離地球最近的天體。
月球距離地球平均為384,401公里。這段距離約為地球赤道周長的10倍。月球軌道呈橢圓形，近地點平均距離為363300公里,遠地點平均距離為405500公里。月球直徑為3476公里,約為地球直徑的3/11。月球表面面積大約是地球表面面積的1/14，比亞洲面積稍小。月球的體積只相當于地球體積的1/49。月球質量約等于地球質量的1/81.3。月球物質的平均密度為每立方厘米3.34克,只相當于地球密度的3/5。月面上自由落體的重力加速度地球上表面重力加速度的1/6。月球上的逃逸速度約為每秒2.4公里,為地球上的逃逸速度的1/5左右。
月球在環繞地球作橢圓運動的同時，也伴隨地球圍繞太陽公轉，每年一周。月球不但處于地球引力作用下，同時也受到來自太陽引力的影響，所以具有十分復雜的軌道運動。月球本身不發光也不透明，但能反射太陽光。由于日、地、月三者的相對位置不斷變化，因此，地球上的觀測者所見到的月球被照這部分也在不斷變化，從而產生不同的視形狀。這叫月相。月相的變化是有規律的。月相變化的周期性，給人們提供了一種計量時間的尺度。陰歷或農歷月就是以月相為基礎，星期也是由此演化而來。
自古以來人們就知道，月球總以相同的一面向著地球。這是由于月球自轉周期恰好和月球繞地球轉動的周期相等造成的，而這兩個周期相同則是潮汐長期作用的結果。
月球赤道面同它的軌道面有6度41分的傾角。因為這一傾角的存在和月球繞轉速度的`不均勻等原因，在月球運動過程中，地面上某一點的觀測者多少還能看出月面邊沿有前后的擺動。從地面觀測，不止看到月球的半面，而且能看到月球的59%，其余41%則不能直接看到。
月球形狀也是南北極稍扁、赤道稍許隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米。南北極區也不對稱，北極區隆起,南極區洼陷約400米。月球重心和幾何中心并不重合,重心偏向地球2公里。這一結論已為"阿波羅號"登月獲得的資料所證實。
月面上山嶺起伏，峰巒密布。此外，還有洋、海、灣、湖等各種特征名稱。其實，月面上并沒有水。只是早年觀測者憑借想象，借用地球上的名稱而已，最多不過有某些形態上的相似罷了。
月面上的最明顯的特征是環形山，通常指碗狀凹坑結構。其中大的直徑可超過100公里,小的不過是些凹坑。直徑大于1公里的環形山總數3萬多個,占月球表面積的 7～10%。環形山大多以著名天文學家或其他學者的名字命名,月球背面有4座環形山，分別以中國古代天文學家石申、張衡、祖沖之、郭守敬命名。月面最大的幾個環形山是：南極附近的貝利環形山，直徑295公里;克拉維環形山，直徑233公里;牛頓環形山,直徑230公里。許多環形山的中心區有中央峰或中央峰群，高達2.5公里。
肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫“月海”，它們是廣闊的平原。在月球正面，月海面積約占整個半球表面的一半。已知月海共22個(包括背面)，其中最大的叫風暴洋,面積約500萬平方公里。雨海面積約90萬平方公里。月面中央的靜海面積約26萬平方公里。此外，較大的還有澄海、豐富海、危海、云海等。月海大多具有圓形封閉的特點，四周是山脈。有些月海伸向陸地稱為灣，小的月海則稱為湖。
月陸是月面上高出月海的地區，一般高出2～3公里。月陸主要由淺色的斜長巖組成，其反照率較高。月球正面的月陸與月海面積大致相等，而背面則月陸面積大些。月陸形成的年代經同位素年齡測定為46億年，比月海要早。月球上也存在一些山脈，大多以地球上的山名命名，如亞平寧山脈、高加索山脈、阿爾卑斯山脈等。最長的山脈長達1000公里,往往高出月海3～4公里。最高的山峰在月球南極附近,高達9000米，比地球上最高的珠穆朗瑪峰還高。除山脈外，還有長達數百公里的峭壁，最長的是阿爾泰峭壁。
月面上有一些輻射紋， 典型的有第谷環形山和哥白尼環形山周圍的輻射紋。第谷環形山有輻射紋12條，從環形山周圍呈放射狀向外延伸，最長的達1800公里,滿月時看得最清楚。其成因尚無定論:有人說是火山爆發形成的;也有人認為是隕石轟擊月面造成的。
長期天文觀測與登月的直接考察證實，月球周圍沒有明顯的磁場。月球磁場強度不及地球磁場的1/1000。月球上更沒有像地球和木星那樣的輻射帶。月球上不存在任何形態的水,完全沒有大氣,幾乎接近真空狀態。通過月球火箭探測查明：月球正面有稱為"重力瘤"或"質量瘤"的重力異常區，達12處之多;月球表面大部分地區為一層厚度不等的月塵和巖屑所覆蓋。
月球沒有像地球大氣那樣的保護層，月面直接受到流星體的猛烈沖擊，因此在一定程度上會影響到月巖的化學成分、巖屑大小、玻璃含量以及再結晶的程度。月球早期廣泛發生火山爆發，噴出大量熔漿，從而形成月面上廣闊的熔巖平原。
月球本身并不發光，只反射太陽光。它的亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。它的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。它給大地的照度平均相當于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%,其余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。
由于月球上沒有大氣，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攝氏度;夜晚，溫度可降低到零下183攝氏度。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，而且所用的射電波的波長愈長，愈能探測到月面土壤中較深處的溫度。這種測量表明，月面土壤中較深處的溫度很少變化，這正是由于月面物質導熱率低造成的。
從月震波的傳播了解到月球也有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼厚60～65公里。月殼下面到 1000公里深度是月幔，它占了月球大部分體積。月幔下面是月核。月核的溫度約1000攝氏度，很可能是熔融的。
月球背面的結構和正面差異較大。月海所占面積較少，而環形山則較多。地形凹凸不平，起伏懸殊。最長和最短的月球半徑都位于背面,有的地方比月球平均半徑長4公里，有的地方則短5公里(如范德格拉夫洼地)。背面未發現"質量瘤"。背面的月殼比正面厚，最厚處達150公里,而正面月殼厚度只有60公里左右。
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