Księżyc jest zbyt mały, by zatrzymać w swojej atmosferze jakiekolwiek powietrze. Ponieważ nie ma tam wiatrów, strona zwrócona ku Słońcu jest gorętsza niż wrząca woda, natomiast strona nocna jest zimniejsza niż jakiekolwiek miejsce na Ziemi (minus 180 stopni Celsjusza).
Wiele z tego, co wiemy o Księżycu, pochodzi z danych zebranych przez zrobotyzowane sondy orbitalne i lądowniki w latach 60. i 70. Niektórzy naukowcy sądzili, że statek kosmiczny lądujący na Księżycu zapadnie się w jego pylistą powierzchnię. Amerykańskie i rosyjskie lądowniki udowodniły, że było to błędne założenie. Otworzyły one drogę do lądowania ludzi na Księżycu.
W latach 1969–1972 dwunastu mężczyzn spacerowało po widocznej stronie Księżyca. Pozostawili tam urządzenia do przeprowadzania eksperymentów naukowych. Powrócili również z prawie 400 kg skał i gleby. Podczas późniejszych misji astronauci poruszali się po Księżycu łazikiem zasilanym akumulatorowo.
W ostatnich latach wiele krajów podjęło decyzję o powrocie na Księżyc. Statki kosmiczne krążące wokół Księżyca zbadały całą jego powierzchnię bardzo szczegółowo. Jednym z najważniejszych odkryć była obecność lodu wodnego na dnie kraterów w pobliżu biegunów Księżyca. Lód ten, osłonięty przed promieniami Słońca, mógł znajdować się tam od milionów lat. Przyszli badacze mogliby go wykorzystać do produkcji tlenu oraz jako źródło wody pitnej.
Pierwszym europejskim statkiem kosmicznym wysłanym na Księżyc był SMART-1, który krążył wokół Księżyca od listopada 2004 r. do września 2006 r. SMART-1 wykonał szczegółowe zdjęcia powierzchni Księżyca i zbadał skład skał. Misja zakończyła się celowym zderzeniem statku z powierzchnią Księżyca.
