月球是地球唯一的天然卫星。距地球384400km。半径1738km，相当于地球半径的0.27 质量7.35×10^22kg相当于地球的1/81.30。

一、月球的轨道运动

月球以椭园轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大园称“白道”。白道平面不重合于天赤道，也不平行于黄道面，而且空间位置不断变化。周期173日。

二、月球的自转

月球在绕地球公转的同时进行自转，周期27.32166日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。

天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因：

1、在椭园轨道的不同部分，自转速度与公转角速度不匹配。

2、白道与赤道的交角。

三、月球的物理状况

月面的地形主要有：

1、环形山。这个名字是伽利略起的。它是月面的显著特征，几乎布满了整个月面。最大的环形山是南极附近的贝利环行山，直径295千米，比海南岛还大一点。小的环行山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的7-10%。

有个日本学者1969年提出一个环形山分类法，分为克拉维型（古老的环形山，一般都面目全非，有的还山中有山），哥白尼型（年轻的环形山，常有“辐射纹”，内壁一般带有同心园状的段丘，中央一般有中央峰），阿基米德形（环壁较低，可能从哥白尼型演变而来），碗型和酒窝型（小型环形山，有的直径不到一米）。

2、月海。肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因，这个名不副实的名称保留到了现在。已确定的月海有22个，此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22个绝大多数分布在月球正面。背面有3个，4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于50%，其中最大的“风暴洋”面积越五百万平方公里，差不多九个法国的面积总和。

大多数月海大致呈圆形，椭圆形，且四周多为一些山脉封闭住，但也有一些海是连成一片的。除了“海”以外，还有五个地形与之类似的“湖”----梦湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖，但有的湖比海还大，比如梦湖面积7万平方千米，比汽海等还大得多。

月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”，都分布在正面。湾有五个：露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾；沼有腐沼、疫沼、梦沼三个，其实沼和湾没什么区别。月海的地势一般较低，类似地球上的盆地，月海比月球平均水准面低1-2千米，个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的返照率（一种量度反射太阳光本领的物理量）也比较低，因而看起来现得较黑。

3、月陆和山脉。月面上高出月海的地区称为月陆，它一般比月海水准面高2-3千米，由于它返照率高，因而看来比较明亮。在月球正面，月陆的面积大致与月海相等但在月球背面，月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多，是月球上最古老的地形特征。

在月球上，除了犬牙交差的众多环形山外，也存在着一些与地球上相似的山脉。月球上的山脉常借用地球上的山脉名，如阿尔卑斯山脉，高加索山脉等等，其中最长的山脉为亚平宁山脉，绵延1000千米，但高度不过比月海水准面高三，四千米。

山脉上也有些峻岭山峰，过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿，最高的山峰（亦在月球南极附近）也不过9000米和8000米。月面上6000米以上的山峰有6个，5000-6000米20个，4000-5000米则有80个，1000米以上的有200个。月球上的山脉有一普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时为断崖状，另一侧则相当平缓。

除了山脉和山群外，月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在月海中，这种峭壁也称“月堑”。

4、月面辐射纹。月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。

辐射纹长度和亮度不一，最引人注目的是第谷环形山的辐射纹，最长的一条长1800千米，满月时尤为壮观。其次，哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射纹。据统计，具有辐射纹的环形山有50个。

形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上，它与环形山的形成理论密切联系。现在许多人都倾向于陨星撞击说，认为在没有大气和引力很小的月球上，陨星撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用，火山爆发时的喷射也有可能形成四处飞散的辐射形状。

5、月谷。地球上有着许多著名的裂谷，如东非大裂谷。月面上也有这种构造----那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷，它们有的绵延几百到上千千米，宽度从几千米到几十千米不等。

那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区，而那些较窄、较小的月谷（有时又称为月溪）则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海的阿尔卑斯大月谷，它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断，很是壮观。从太空拍得的照片估计，它长达130千米，宽10-12千米。

月球是地球唯一的天然卫星。太阳光射到地球要花8分钟的时间,平均行程足足有15000万千米;而月球到地球的平均距离却只有384404千米,约相当于地球半径的60倍;地球环绕太阳公转一周的时间是一年,而月球环绕地球公转一周的时间却等于地球上的27.3天。地球自西向东绕轴自转一周的时间是23小时56分,也就是地球的一个昼夜;而月球自转的周期却正好等于它公转一周的周期,所以月球的一天就相当于地球的一个月。

月球白天与黑夜的时间约各相当于地球的两个星期。由于月球公转和自转的周期相等,所以永远只有一面对着地球,另一面背着地球,从地球只能看到月球表面面积的59%,约相当于南美洲这么大一块区域。当登月飞船飞到月球的背面,无线电通信就会被阻隔而中断,所以飞船登月的地点,都选择对地的一面。人们用光学望远镜、雷达来研究月球,都只能局限于它的正面,对它的背面则一无所知。自1959年以来,发射了月球探测器,才逐步解开了月球背面的千古奇谜!月球的引力造成地球上海洋的潮汐涨落,同时它对地球某些部分的作用,使地球呈现梨形。地球对月球的引力也使月球正面有明显的鼓起。

地球的平均直径为12742千米,是太阳系中比较小的行星；月球的平均直径为3475.8千米,约为地球的四分之一,是太阳系中比较大的卫星。所以天文学家常常把地球月球系统当作一组美丽的双行星。月球表面面积为3800万平方千米,相当于地球表面面积的十四分之一,比亚洲的面积略为大一些。月球的体积是220亿立方千米,相当于地球体积的49分之一。月球的质量为地球的1.23%,约为7350×(10的16次方)吨。月球平均密度为3.34克/厘米,而地球的平均密度则为5.52克/厘米,这表明月球内部不像地球那样有一个比较紧密的核心。

月面的重力差不多只相当于地面重力的六分之一,一个在地面上重60千克的人,在月面上只重10千克。如果在月面上跳高,人的重心提高的高度约可等于在地面提高的6倍,一个跳高运动员可以跳离月面8米多,已是世界纪录的3倍多了。如果举重,人们可举起6倍于地面的重量,而月面力拔千斤并非难事。在月面上物体下落要比地面上慢得多,好像电影中的慢镜头一样。例如从20米高的地方垂直抛下一块石子,在地球上2秒钟就可落地,但是在月球上却需要5秒钟。

月球以前是否有过大气,至今科学家尚无定论。如果月球在几十亿年前确曾有过大气的话,由于它的重力小,无法吸住保留,也早逸散到宇宙空间去了。月面上既无大气存在,自然就没有风、云、雨、雪、雾、雹、霜、露、晕、虹、霓等气候变化,也就没有什么春夏秋冬的季节。但因月面上没有大气和水可以调节温度,使太阳照射的热量有93%为月面所吸收,而地球只吸收57%,因此月球白天在太阳照射下,特别炎热,中午温度可达127℃,斜射时随着阳光斜度的变化逐渐降低到50℃以下;白天阴影处为-65℃;夜晚由于月面散热特别快,夜晚时间又特别长,所以非常寒冷,至黎明前为-183℃,能使温度计中的水银冻结,真不愧为广寒宫了!太阳除了辐射热外,还发出放射线,轰击月球。这种放射线的突然爆发,对登月的航天员也是非常危险的。

由于月球没有空气传送声波,所以真是万籁俱寂,连登月的航天员彼此之间讲话,也要用无线电通过耳机才能听到。月球没有大气也就没有反射和散射光,所以在阳光下特别光亮,比地球上的亮度约大100倍,而在太阳光照不到的地方,几乎是绝对的黑暗无光,其明暗对比十分强烈。因此在月球上白天的天空也呈黑色,不像地球蓝天白云那样的明媚绮丽。在月面上看地球,像在地面上看月球一样,从升起到落下的27天中,也有新月形、半月形、满月形的变化。更奇妙的是,随着人在月球上位置的不同看到的地球可以在东方,也可以在南方、西方和北方。如果站在月球正面的中心区域,则可看到地球一直悬挂在天顶附近。在月球上看到的地球既大又亮,视直径大约比在地球上看到的月亮大3倍。地光比月光明亮数十倍,在月球上的夜晚,尽可以阅读书报。

人们用肉眼可以看到月球有明有暗,暗区很平坦,而发亮的明区则高低不平。暗区称为月海,明区称为高地,高地约占月球正面面积的60%。月球上有着起伏的山峰、崎岖的高地、广阔的平原、深长的峡谷,还分布着小川、山脊、石壁和断层。在陨石亿万年的不断撞击下将月球表面的岩石撞击成灰尘,因此使月面覆盖着一层尘土。月面上到处有着形如环形山的坑穴,数量在百万个以上。登高遥望,真是千疮百孔。直径最大的环形山是月球南边缘的克拉维斯环形山,直径达256千米左右,最小的坑穴直径只有几十厘米。环形山的高度有高达5000米以上的。坑穴深浅不一,最深的坑穴达好几千米。

月球上的山脉和地球上差不多,但峰峦更为峻峭,大都环绕着“月海”,其数量比环形山少得多。美国“阿波罗15”号飞船降落地点亚平宁山脉为月球正面最长的山脉,蜿蜒多600千米。“阿波罗17”号飞船降落在金牛山脉地区。这里群山环抱,巨石参差,坑洼崎岖,地质复杂,在表面上是一层深色物质,而且历史久远,可找到月球初期的岩石。在附近又可拾取可能是近期火山爆发的尘土,所以容易引起兴趣不同的科学家们的注意。过去虽测量过月球1000多座山峰的高度,其中有6座山峰高达6000米以上,月球正面的莱布尼兹山脉的最高峰据信高达9千米,超过地球的最高峰。

地球上的地震,每年达几百万次,而月球的月震每年仅三四百次,因此月球被称为“寂静的天体”。而在震动的强度方面,地球每年平均释放出的地震能量比月球释放出的月震能量要大50亿倍。月震同地震还有一个显著的区别,月震波在月球内部要经过多次的回波反射,一般震波要持续1小时以上;而地震波回波反射次数很少。例如,美国阿波罗飞船与运载火箭“土星5”号第三级分离后,火箭即循另一条轨道在飞船之前先到月球,以每秒2.5千米的速度撞击月球,其威力相当于11吨TNT炸药的爆炸,炸开直径约40米、深为20米的巨坑,使月球震动达3小时20分钟之久,而如果在地球通常只会震动几秒钟而已。