月球是怎样起源的？这个问题困扰了人们许久，但到今天也没能完全搞清楚。最初的月球起源学说是“分裂说”，认为月球原是地球赤道区的一部分。在太阳系形成初期，所有的行星都处在高温熔融且高速自转的状态。由于离心力的作用，有些部分被从行星上甩了出去，形成卫星。月球也是这么来的。
分析月岩样本发现，月球和地球的化学成分有很大不同。“同源说”认为月球和地球是从同一块原始星云中分别凝聚成团诞生的。但它也同样面临着化学成分不同这一难题。“俘获说”认为，月球原来是一颗离地球不远的小行星，受地球引力吸引成为围绕它转动的卫星。这一说法较好地解释了上面的难题，但也存在着明显缺陷。地球的体积和质量并不比月球大多少，要俘获它并不是件容易的事。
月球不可能是诞生之后被地球的引力捕获的，因为它对于地球来说实在是太大了。查尔斯·达尔文的儿子乔治认为，月球是从地球上分离出来的，而分离出去之后留下的空隙形成了今天的太平洋。
在人类发射月球探测器之前，月球的背面始终是个谜。因为月球自转周期与绕地球公转的周期是相等的，所以在地球上只能看到对着我们的一面。开始科学家们以为，月球背面与正面相差不大，然而完整的勘探资料表明，月球背面和正面大不相同。
月面和月背的差异是怎么形成的呢？有人认为是由于月球始终以一面对着地球的缘故。地球的引力使月球上的物质发生了潮水涨落一样的“固体潮”，才造成这些差异。也有人认为月球上的日食都发生在正面，日食时温度会发生巨大的变化，日积月累，造成了两面的不同。然而无论哪种说法都不能令人信服地解决以上问题，月球仍然被一层迷雾所笼罩。
