Луната е изградена от кора, мантия и ядро. Този строеж е получен в резултат на кристализация на лунния магмен океан, а енергията, необходима за разтапянето му е получена от сблъсък, формирал и системата Земя-Луна.

   Лунните експедиции показали, че кора е съставена от: кислород, силиций, магнезий, желязо, калций, алуминий и малки количества на титан, уран, торий, калий и водород. Геофизически е изчислено, че дебелината на кората е до 50 km.

   Частично разтопяване на мантията е предизвикало образуването на базалтови морета по повърхността на Луната. Анализът им сочи, че мантията е съставена предимно от оливин, пироксин и  титан, т.е. те е с доста разнороден състав. Дълбоко в мантията (1000 км) са засичани  лунотресения. Те са периодични и са причинени от приливните сили между Луната и Земята. Лунотресенията до 100 km дълбочина са редки и нямат връзка с приливните сили.

   Средната плътност на Луната е 3 346 kg/m³, което я прави вторият най-плътен спътник след Йо (Юпитер). Доказано е, че лунното ядро е с радиус до 350 km. Съставът му е все още неустановен, но се преполага че съдържа полуразтопени желязо, сяра и никел.

   Лунното магнитно поле е много слабо. Докато една част от него се обяснява с повърхностно намагнетизиране (като например участъка от лунната кора, наречен Rima Sirsalis), то сблъсъци с астероиди и комети е възможно също да са повлияли върху формирането му.

   Луната атмосфера е незначителна и съставена от газове, най-вече от радон, който е продукт от радиоактивен разпад на елементи в лунната кора. По-късно е установено наличието и на водород, хелий, неон и агрон. Частици от слънчевия вятър също се задържат от лунната гравитация, но за кратко време. Сумарно теглото на атмосферата е едва 104 kg!

   Физически и орбитални характеристики на Луната.

   - среден радиус 1737,10 km (около 1/4 от диаметъра на Земята);
   - средна плътност 3346,4 kg/m³ ( 61 % от Земната);
   - ускорение на св. падане 1,62 m/s² (около 1/6 от земното);
   - температура (екватор) от - 173,15º С до + 116,85º С;
   - перигей (най-малко отстояние от Земята) 363 104 km;
   - апогей (най-голямо отстояние от Земята) 405 696 km;
   - сидеричен период (времето за една пълна обиколка около Земята) 27d 7h 43' 11'';
   - синодичен период (времето между две еднакви фази на Луната) 29d 12h 44' 3 '';
   - орбитална скорост 1,02 km/s.