Luna - suprafata
Observatorii antici ai Lunii credeau ca regiunile întunecate de pe suprafata sa erau mari (lat. mare); în mod asemanator regiunile mai luminoase erau considerate continente. Înca din vremea Renasterii telescoapele au dezvaluit o multime de detalii lunare, iar misiunile spatiale de explorare din ultimele decenii au aprofundat aceste cunostinte. Formele de relief care se pot distinge pe suprafata Lunii includ cratere, lanturi muntoase, regiuni plane sau mari, falii, domuri si vai. Cel mai mare crater, numit Bailly, are un diametru de 295 km si o adâncime de 3960 m. Cea mai întinsa mare este Mare Ibrium (Marea Ploilor), cu o întindere de circa 1200 km. Cei mai înalti munti, în lanturile Leibnitz si Doerfel din apropierea polului sud al Lunii, au vârfuri ce ating 6100 m, comparabili cu muntii Himalaya de pe Pamânt. Prin observatii telescopice au fost descoperite cratere de pâna la 1,6 km în diametru. Originile craterelor au fost îndelung dezbatute. Ultimele dovezi arata ca aproape toate s-au format prin impacte explozive la viteze mari cu meteoriti sau asteroizi mici, în principal în timpul perioadei timpurii a existentei Lunii, când sistemul solar mai era înca populat de multe astfel de fragmente. Unele cratere, vai si domuri prezinta totusi caracteristici de origine vulcanica indiscutabila.
În 1996 o echipa de cercetatori ce lucrau cu date adunate de nava spatiala Clementine, apartinând Departamentului Apararii din Statele Unite, a anuntat ca este posibila existenta apei înghetate într-un mare bazin din apropierea polului sud al Lunii. Radarul de pe Clementine a detectat ceea cea ar putea fi o suprafata de 8000 km2 acoperita cu un amestec de praf si cristale de gheata. Clementine a fost lansata în 1994 si a adunat date timp de patru luni.
Alte studii ale polilor Lunii nu au putut confirma descoperirile facute de Clementine, dar în 1998 NASA (National Aeronautics and Space Administration) a lansat în misiune catre Luna sonda Lunar Prospector. Aceasta a transmis date sugerând ca o cantitate importanta de apa exista pe Luna la poli sub forma unor cristale de gheata amestecate cu sol. Estimarile au variat între 10 milioane si 6 miliarde de tone.
În 1999, la sfârsitul misiunii lui Lunar Prospector, cercetatorii au programat sonda sa se prabuseasca într-un anumit loc unde ar fi putut exista gheata, sperând ca resturile care s-ar fi ridicat la impact sa contina vapori de apa detectabili. Cu toate ca nu a fost detectata apa dupa prabusire, cercetatorii nu au putut ajunge la concluzia ca aceasta nu exista pe Luna. Ei au emis câteva explicatii ale rezultatului, cum ar fi aceea ca sonda ar fi ratat tinta sau ca telescoapele folosite la observarea brabusirii au fost pozitionate incorect.