A Lua é demasiado pequena para reter qualquer ar. Sem ventos, o lado virado para o Sol é mais quente do que água a ferver, mas o lado noturno é mais frio do que em qualquer lugar da Terra (menos 180 graus Celsius).
Muito do que sabemos sobre a Lua provém de satélites orbitais e módulos de aterragem robóticos das décadas de 1960 e 1970. Alguns cientistas pensavam que uma nave espacial que aterrasse na Lua afundar-se-ia na sua superfície empoeirada. Esta hipótese revelou-se errada graças aos módulos de aterragem americanos e russos. Estes abriram caminho para que os seres humanos visitassem a Lua.
Doze homens pisaram a face visível da Lua entre 1969 e 1972. Deixaram experiências científicas na superfície. Também regressaram com cerca de 400 kg de rochas e solo. Nas missões posteriores, os astronautas percorreram a Lua num veículo explorador alimentado a bateria.
Nos últimos anos, muitos países decidiram regressar à Lua. As naves espaciais em órbita exploraram toda a superfície com grande pormenor. Uma descoberta importante foi a presença de gelo de água no fundo de crateras próximas dos pólos lunares. Protegido dos raios solares, o gelo pode estar ali há milhões de anos. Este gelo poderá ser utilizado por futuros exploradores para produzir oxigénio e para beber.
A primeira sonda espacial lunar da Europa foi a SMART-1, que orbitou a Lua entre novembro de 2004 e setembro de 2006. A SMART-1 captou imagens detalhadas da superfície e estudou a composição das rochas. A missão terminou com uma colisão deliberada contra a superfície lunar.