Лунная поверхность — среда, враждебная для человека, поскольку там нет атмосферы, защищающей от частиц высоких энергий и ультрафиолетового солнечного излучения. Температура на экваторе меняется от 130°С в середине дня до около -180°С ночью, поэтому объекты, расположенные на поверхности у лунного экватора, подвержены гораздо большим температурным колебаниям, чем на Земле. В полярных регионах температурные колебания значительно меньше, так как Солнце стоит ниже над горизонтом, чем на экваторе. В глубине кратеров около полюсов не исключается присутствие льда, который может стать источником воды для будущих колоний землян на Луне.
Космические миссии на Луну стали возможны лишь в результате успешного сооружения многоступенчатых ракет, таких, как мощная ракета-носитель «Сатурн», которая унесла в космос астронавтов «Аполлона».
Русские автоматические лунные зонды
В 1959 году зонд «Луна-2» рухнул в Море Спокойствия, а зонд «Луна-3» обогнул Луну и послал на Землю первые фотографии ее обратной стороны; в 1966 году аппарат «Луна-13» совершил первую успешную мягкую посадку на Луне, а в 1970 году спускаемый аппарат «Луна-16» доставил на Землю первые образцы лунных пород.
Автоматические американские зонды «Рейнджер»
В 1960-х годах американские орбитальные зоны и спускаемые аппараты провели детальную фотосъемку значительной части лунной поверхности.
Миссии «Аполлона»
Состоялось несколько полетов в конце 1960-х — начале 1970-х годов; самым известным был исторический полет «Аполлона11» в 1969 году, доставившего на Луну Нейла Армстронга (а также Эдвина Олдрина и Майкла Коллинза), который стал первым человеком, ступившим на ее поверхность.
Cейсмометры, оставленные на Луне «Аполлоном» и другими космическими аппаратами, зарегистрировали «лунотрясения», которые оказались гораздо менее мощными, чем землетрясения; кроме того, на поверхности некоторых лунных регионов с Земли наблюдались выбросы газа.
Непилотируемые полеты после завершения программы «Аполлон»
Автоматический зонд «Клементина» в 1994 году определил присутствие льда на южном полюсе Луны, а «Лунный изыскатель» в 1998 году подтвердил присутствие больших количеств льда у лунных полюсов.