月球上幾乎沒有大氣，因而月球上的晝夜溫差很大。白天，在陽光垂直照射的地方，溫度高達127.25℃；夜晚溫度可低到-183.75℃。由於沒有大氣的阻隔，使得月面上日光強度比地球上約強1／3左右；紫外線強度也比地球表面強得多。由於月球大氣少，因此在月面上會見到許多奇特的現象，如月球上的天空呈暗黑色，太陽光照射是筆直的，日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗。因此才會看到的月亮表面有明有暗。由於沒有空氣散射光線，在月球上星星看起來也不再閃爍了。
月面上到處是裸露的巖石和環形山的側影。整個月面覆蓋著壹層碎石粒和浮土。從地球上看到的月球表面有明亮的區域和暗灰色部分。原來明亮的部分是月球表面的山區和高地，暗灰色部分是月球表面的平原。
月亮比地球小，直徑是3476公裏，大約等於地球直徑的3/11。月亮的表面面積大約是地球表面積的1／14，比亞洲的面積還稍小壹些；它的體積是地球的1／49，換句話說，地球裏面可裝下49個月亮。月亮的質量是地球的1／81；物質的平均密度為每立方厘米3.34克，只相當於地球密度的3／5。月球上的引力只有地球1／6，也就是說，地球上6公斤重的東西到月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身體顯得很輕松，稍稍壹使勁就可以跳起來，宇航員認為在月面上半跳半跑地走，似乎比在地球上步行更痛快。
月球是離地球最近的天體，它是圍繞地球運轉的、唯壹的天然衛星，它與地球的平均距離約384400公裏。月球繞地球運動的軌道是壹個隨圓形軌道，其近地點（離地球最近時）平均距離為363300公裏，遠地點（離地球最遠時）平均距離為405500公裏，相差42200公裏。
像地球壹樣，月球也是南北極稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米，南北極也不對稱，北極區隆起，南極區凹陷約400米。
月球在繞地球運動的過程中，還要跟著地球壹起繞太陽運動。這就是說，月球繞地球運動壹周後，再回到的空間位置已不是原出發點了。由此可見，月球在運動過程中還要參與多種系統的運動。月球的運動和其他天體壹樣，月球也處於永恒的運動之中。月球除東升西落外，它每天還相對於恒星自西向東平均移動13°多，因此，月亮每天升起來的時間，都比前壹天約遲50分鐘。月亮的東升西落是地球自轉的反映；而自西向東的移動卻是月亮圍繞地球公轉的結果。月亮繞地球公轉壹周叫做壹個“恒星月”，平均是27天7小時43分11秒。月亮繞地球公轉的同時，它本身也在自轉。月亮的自轉周期和公轉周期是相等的，即1：1，月球繞地球壹周的時間為也就是它自轉的周期。
月球這種奇特地自轉結果是：月球總以同壹半面向著地球，而從地球上永遠看不到月球背面是什麽樣，只有靠探測器才能揭開月背千古之謎，人類的這個願望早在30多年前就已實現了。 當今大型天文望遠鏡能分辯出月面上約50米（相當於14層高樓）的目標。
月球在我國古代詩文中有許多有趣的美稱： 玉兔（著意登樓瞻玉兔，何人張幕遮銀闕——辛棄疾）；夜光（夜光何德，死則又育？——屈原）；素娥（素娥即月亮之別稱——《幼學瓊林》）；冰輪（玉鉤定誰掛，冰輪了無轍——陸遊）；玉輪（玉輪軋露濕團光，鸞佩相逢桂香陌——李賀）；玉蟾（涼宵煙靄外，三五玉蟾秋——方幹）；桂魄（桂魄飛來光射處，冷浸壹天秋碧——蘇軾）；蟾蜍（閩國揚帆去，蟾蜍虧復團——賈島）；顧菟（陽鳥未出谷，顧菟半藏身——李白）；嬋娟（但願人長久，千裏***嬋娟——蘇軾）。此外，月球還有許多別致的雅號，如玉弓、玉桂、玉盤、玉鉤、玉鏡、冰鏡、廣寒宮、嫦娥、玉羊等。