根据天体测量得知，月球的地心平均角半径（或称视半径）为15′32.″6。太阳的平均视半径为16′0″，比月球的平均视半径略大一点。因此，人们在地球上观看日、月，觉得它们的大小相差不多。实际上，太阳远远大于月球。这是因为日地距离比月他距离大得多（日地距离关不多为月地距离的400倍），才使人们感到日、月的大小几乎相等。
要了解月球的真实大小，需要求出它的线半径。通过测量，知道了月地距离（D），也知道了月球半径对地心的张角——月球视半径（ρ），也就可以计算出月球的线半径。以r表示月球的线半径，则：
r=Dsinρ
根据上述公式求得的月球平均线半径为1738.2千米，约为地球平均半径长的1/4。由月球线半径，可以求得月球表面面积约为3 800万平方千米，大约等于地球表面积的1/14，同亚洲的面积大体相当。月球的体积约220亿立方千米，相当于地球体积的1/49。
太阳的线半径为70万千米，差不多相当于月球线半径的400倍。若论体积，月球与太阳之比大约为1：（400）3，即太阳约为月球的6400万倍。
在太阳系中，多数大行星都有卫星。一般来说，卫星的质量都是比较小的，只相当于其所绕行星的几十分之一到几万亿分之一。月球的质量为7.35×1025克，是较大的卫星之一，在太阳系的几十个卫星中居第六位。月球质量约是地球的1/81。月、地质量这一比值，在太阳系所有卫星与其围绕的行星质量比值中是最大的。换句话说，卫星与行星相比较，月地质量上的悬殊程度，在太阳系中是最小的。
根据月球的质量和体积，可以求得月球的平均密度为3.34克/厘米3，相当于地球平均密度的3/5。宇航员从月球上带回的岩石，平均密度约3克/厘米3，比月球的平均密度略小一点。
月球表面的重力加速度（1.62米/秒2），比地球表面的重力加速度（9.8米/秒2）小得多。由于月表重力大约只有地表重力的1/6，因此，同一个物体在月球上要比在地球上轻得多。例如，一个体重为60千克（在地表称量）的宇航员，如果在月球表面称量，就只有10千克重了。
月球表面的逃逸速度（2.36千米/秒），大约只相当于地表逃逸速度的1/5，气体分子很容易从月球上逃逸。因而在月球上，也就没有大气层存在。由于月球表面逃逸速度比较小，如果在月球和地球上发射同样的航天器，飞离月球要比飞离地球容易得多。
3.月球的表面结构
月球表面的环境，与地球表面的自然环境大不相同。月球上没有大气，处于一种高度的真空状态，连声音都无法传播。月球上也没有水，就是在对月球的岩石分析中，也没有发现水分。那里满目荒凉，毫无生气，是一个没有生命活动的世界。月球上没有大气层，月面直接暴露在宇宙空间。因而月表的温度变化非常剧烈。白天最热时，月表温度可达127℃；夜间最冷时，温度则可降到——183℃。
没有大气，又没有水，月球上也就没有云雾雨雪等气象变化。因此，在地球上用望远镜观察月球，可以清楚地看到月表的各种形态。
满月时，在地球上用肉眼乍看月球，是一个洁白光亮的圆面。仔细观看，则会看到在明亮的月面上有许多黑色的斑纹。通过望远镜观察月球时，会清楚地看到月球表面的显著特征：有些区域明亮，有些区域暗黑，大大小小的亮区和暗区交错布满月球表面。早在几百年前，人们就已从望远镜中观察到了月球表面的这种特征。当时，人们以为那些大的暗区是月球上的海、洋，小的暗区则被当作是月球上的湖、湾，并以此给予命名。这些名称，直到今天还继续沿用。后来人们才知道，月球上的海洋和湖湾，与地球上的海洋和湖湾是完全不同的，那里根本连一滴水都没有。月球上的暗区（即所谓的海、洋、湖、湾），实际上是一些面积大小不同的平原和低地。由于那些地方广泛分布着熔岩流形成的比较年轻的岩石，又比较低洼，对太阳光的反射率较低，同周围地区相比，呈现为暗黑色。而月表那些亮区，则是月球上的高原和山脉。其组成物质主要是比较古老的岩石，对太阳光的反射能力很强，相比之下显得非常明亮。“阿波罗”号系列飞船在月球上实地考察的结果，证明这种对月面明暗区域的解释，是完全正确的。
在地球上看月球，只能看到月球的半个球面，而这半个球面基本上是月球的同一个半球的表面。这个总是朝向地球的半个月球面，叫做月球的正面。月球的另一个半球面，总是背着地球，叫做月球的背面。在地球上，人们是无法直接观察月球背面的。自从1959年月球探测器拍摄了月球背面的照片以后，人们才开始对那里的月面特征有所了解。绕着月球飞行的宇航员，则直接地看到了月球背面的景象。
在月球的正面，高原、山脉与平原、低地，差不多各占面积的一半。月球的背面，也分布着高原、山脉和“海”。与正面不同的是，背面的高原、山脉占据的区域非常广阔，而被称作海、洋的平原、低地，所占面积则比较小。
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