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。