月球上没有大气层，也没有水，加上昼夜间隔时间很长，以及月面物质的热容量和导热率低，因而月球表面的温度变化非常剧烈。在阳光直射的地方，温度可高达127摄氏度，而当太阳没入月平线以后，温度便直线下降，到了夜间最冷时，温度最低会降到零下183摄氏度，昼夜温差极大。科学家们通过射电观测方法来测量月面土壤中的温度，发现较深处的温度非常稳定，很少发生大的变化，其原因主要是月面物质的导热率过低。