白天，月球表面在阳光垂直照射的地方温度高达127摄氏度；夜晚，其表面温度可降低到零下183摄氏度。
由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。用射电观测可以测定月面土壤中的温度，这种测量表明，月面土壤中较深处的温度很少变化，这正是由于月面物质导热率低造成的。
从月震波的传播了解到月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60至64、7公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。
月幔下面是
