La superficie della Luna è simile a quella di un deserto terrestre, con uno strato compatto di polvere, detta regolite, e con qualche roccia in evidenza. Il terreno risulta molto accidentato, con frequenti pendii scoscesi e piccoli rilievi dovuti alle conseguenze dell'impatto delle meteoriti. Sull'orizzonte vi sono colline e monti che si stagliano contro un cielo nero e pieno di stelle anche di giorno, a causa della mancanza di un'atmosfera che diffonda la luce solare, come invece avviene sulla Terra. La divisione principale nella morfologia lunare è in 'mari' e 'terre'. I mari sono regioni a carattere depressionario, che si trovano cioè più in basso rispetto al livello medio del suolo, che viene preso come riferimento in assenza di acqua. La maggior parte di queste strutture si trova nel lato rivolto verso la Terra. Le terre sono invece regioni più elevate, all'altezza del livello medio o più in alto. In generale sono caratterizzate da una luminosità molto maggiore dei mari e sono coperte di crateri di tutte le dimensioni, che in alcuni casi si intersecano gli uni con gli altri.

La struttura interna del nostro satellite è simile a quella della Terra; sono però differenti le proporzioni tra i vari strati. Il nucleo ferroso è molto piccolo (circa 700 km di diametro), mentre il mantello occupa gran parte del volume della Luna. La crosta risulta molto sottile e con uno spesore disuguale sulle due facce: circa 100 km nella faccia opposta alla Terra, 60 km in quella rivolta verso di noi. Questa diversità di spessore spiega la differente morfologia delle due facce della Luna. 

L'avventura dell'uomo nello spazio è coincisa, agli inizi, con l'esplorazione della Luna che, per la sua vicinanza, rappresentava la meta più abbordabile. L'antagonismo tra USA e URSS per il controllo dello spazio contribuì ad intensificare gli sforzi delle due superpotenze per raggiungere la superficie lunare. Dopo alcuni fallimenti iniziali l'Unione Sovietica realizzò molte sonde della serie 'Luna', che sorvolarono e fotografarono il suolo e in seguito (Luna 15 e successive) vi atterrarono, prelevando frammenti di rocce lunari e riportandoli sulla Terra. Furono però gli americani a portare il primo uomo sulla Luna con le missioni del progetto Apollo, precedute dai voli delle capsule abitate Gemini, che sorvolarono la superficie lunare studiando i migliori siti per l'atterraggio. Tra il 1969 e il 1972, le capsule Apollo atterrarono sulla Luna sei volte: la prima volta il 20 luglio 1969, quando l'Apollo 11 portò gli astronauti Neil Armstrong e Buzz Aldrin nel Mare della Tranquillità. Questa prima escursione durò circa 2 ore, durante le quali gli astronauti recuperarono diversi esemplari di rocce.