月球與地球一樣有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公里。月殼下面到1000公里深度是月幔，它佔了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000度，很可能是熔融狀態的。由於月球上沒有大氣，再加上月面物質的熱容量和導熱率又很低，因而月球表面晝夜的溫差很大。白天，在Sunny垂直照射的地方溫度高達+127℃；夜晚，溫度可降低到-183℃。這些數值，只表示月球表面的溫度。用射電觀測可以測定月面土壤中的溫度，這種測量表明，月面土壤中較深處的溫度很少變化，這正是由於月面物質導熱率低造成的。月球本身並不發光，只反射太Sunny。月球亮度隨日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。平均亮度為太陽亮度的1/465000，亮度變化幅度從1/630000至1/375000。滿月時亮度平均為 -12.7等（見）。它給大地的照 度平均為0.22勒克斯，相當於100瓦電燈在距離21米處的照度。月面不是一個良好的反光體，它的平均反照率只有7%，其餘93%均被月球吸收。月海的反照率更低，約為 6%。月面高地和環形山的反照率為17%，看上去山地比月海明亮。月球的亮度隨而增大!月光也能溫暖地球，儘管不是很明顯。因此也算是暖光!《俄羅斯報》報道說，以羅伯特.貝林為首的美國亞利桑那州的一個科學家小組經過考察和計算後得出結論說，滿月時，月光使地面的平均溫度升高0.02攝氏度，但升溫並不均勻。其中地球兩極溫度升幅最大，為平均升幅的25倍，即0 .5攝氏度。科學家對滿月時為何地球兩極溫度升幅最大尚未找到令人滿意的解釋。