El único satélite natural de la Tierra, la Luna, tiene más de una cuarta parte del tamaño de la Tierra misma (3.474 km de diámetro), lo que hace que el sistema Tierra-Luna sea prácticamente un planeta doble. Debido a su tamaño más pequeño, la gravedad de la Luna es una sexta parte de la gravedad de la Tierra, como vimos demostrado por los saltos gigantescos de los astronautas del Apolo.

Si bien solo hay dos tipos básicos de regiones en la superficie de la Luna, hay muchas características superficiales interesantes, como cráteres, cadenas montañosas, riachuelos y llanuras de lava. La estructura del interior de la Luna es más difícil de estudiar. La corteza de la Luna, la capa superior, es un sólido rocoso. Debajo de la corteza se encuentra el manto, que consiste en una roca más densa. Juntos, la corteza y el manto forman la litosfera de la Luna, que es muy gruesa (quizás 800 km) en comparación con la litosfera de la Tierra. Debajo de la litosfera hay una zona parcialmente fundida. Aunque no se sabe con certeza , muchos geólogos lunares creen que la Luna puede tener un pequeño núcleo de hierro , aunque la Luna no tiene un campo magnético medible.. Al estudiar la superficie y el interior de la Luna, los geólogos pueden aprender sobre la historia geológica de la Luna y su formación .

Las huellas dejadas por los astronautas del Apolo durarán siglos porque no hay viento en la Luna. La Luna no posee atmósfera, por lo que no existe el clima al que estamos acostumbrados en la Tierra. Debido a que no hay atmósfera que atrape el calor , las temperaturas en la Luna varían dramáticamente a lo largo del día, desde 100 °C al mediodía hasta -173 °C por la noche.

La Luna no produce su propia luz, pero se ve brillante porque refleja la luz del Sol. Piense en el Sol como una bombilla y en la Luna como un espejo que refleja la luz de la bombilla. La fase lunar cambia a medida que la Luna gira alrededor de la Tierra y el Sol ilumina diferentes partes de su superficie.