自１９６９年７月１６日美国“阿波罗１１号”飞船首次实现载人登月以来。根据对月球的多次实地勘探和对从月球带回的岩石、土壤进行分析研究的结果，人类对月球的面貌已有了较多的了解。科学家认为，月球上的岩石比地球上的还要古老，月球和地球几乎是由同样的化学元素构成的，只是组成的成分有所不同。例如，月岩所含的钙和铝比地球上的岩石，其含量要高，月球没有磁场，其外壳比较稳定，近３０亿年以来几乎没什么变化。尽管天文学家早就认为，月球体态娇小，引力柔弱(为地球的１／６)，根本不具备缚住大气的能力，在向阳面的高温下，任何气体分子都会轻而易举地达到脱离速度而逃之夭夭。但对月球的实测表明，月球表面并不是没有任何大气的不速之国，只是大气层太稀薄，表面大气压仅为２×１０“巴，而且大气成份比较复杂，随时空多变，通常在黑夜时的大气成份主要由４０％的氩、４０％的氖和２０％的氦组成，到日出时还会加入极少量的甲烷和氨等，有些地区的大气中还会发现极微量的氢、氡、钠、钋和钾原子等。美国科学家日前宣称，月球上有冰存在，这就可能为探索月球奥秘的人们提供饮用水，也可将冰分解为氢和氧，从而为火箭提供燃料。

从实地勘探中发现，月球上总共有３０多万座环形山，星罗棋布，彼此环抱，最大的环形山，直径近３００千米、海拨高达６０００米以上，十分壮观。遗憾的是，由于月球上没有水源，这些山都是光秃秃的，寸草不生，十分荒凉。显然，要想使如此荒漠的月球世界成为适合于生物生存的天堂，最终变成一个生机勃勃、万物竞存、鸟语花香的天上人间，当务之急是必须解决月球上的供水问题。多年来，科学家们已提出过多种设想。有一个解决办法是：采掘月球上储存量极为丰富的氧化铁，用太阳能熔化炉进行熔炼，使其放出大量的氧，与运输飞船从太空中收集制取的液态氢相结合，来生成供月球开发需要的水。这种在月球和太空就地取材，合成制水的方案，从原理上是可行的，但要实施这一巨大的工程，决不是轻而易举的，涉及到能源、采掘、运输、生活等一系列问题需要配套解决。

对人类最富吸引力的，是月球土壤中含有大量的气体状的“氦-３”，这是一种比目前地球上核电站所用的氘原料的放射性要低得多的核材料。“氦-３”原本大量存在于太阳喷射出来的高能粒子流（太阳风）中，在几乎没有大气的月球上，“太阳风”直接降落下来，久而久之，在月面的沙粒、岩石中，大约集聚有上１００万吨这种材料，若能进行大量开采，不但可供月球开发所需能源，还可为２１世纪地球核聚变提供用之不竭的核能原材料。

月球的白天和夜间持续时间都长达半月之久，白天气温最高达１２７℃，夜间温度又低达零下１８３度，如此酷热严寒而又温差剧变的气候，是月球上没有人烟和生命的另一个重要原因。俄罗斯科学家已对如何利用月球上的土壤和岩石制造水泥等建筑材料，然后利用这些材料建筑一座可以调节室温，使其适合于人类居住的生活基地作过长期研究。有一个方案是，他们通过对月球的一些实测数据进行分析，认为月球很可能是一个空心球体。基于这一认识，有朝一日，就可在月球表面打一条通道，进入月球地壳深处的“地下月宫”，在那里建造一座适于人类居住的“地下城”。这样，乘坐飞船奔月的旅游者，可在这座“地下城”找到过夜的旅馆。科技工作者就可以这座地下城为基地从事月球资源勘探、太空产品生产、天文观测等活动。在“地下月宫”这个永久基地未建成之前，科学家建议可以先在地球上制成一些预制塑模构件，形成一个自动竖升的巨形圆筒。事先装配好后，用宇宙运输船送到月球表面，圆筒在月球表面一登陆即自动分成两半打开，并自动形成一座多层结构的建筑物，作为初登月球“志愿者”的临时居所。