Muito antes de o primeiro homem andar na Terra, a Lua já brilhava no céu noturno. Em certo período, muitos a adoravam como deusa. Por exemplo, a origem da palavra inglesa "monday" (segunda-feira) deriva da adoração anglo-saxônica da Lua: moon-day (dia da lua).

Além disso, muitas culturas desenvolveram diversos sistemas de calendário lunar, e vários deles continuam atualmente em uso. É tão preciso na sua órbita designada, que podemos calcular suas fases e eclipses milhares de anos para trás e para frente., surgindo e desaparecendo todo dia, bem na hora.

Galileo Galilei foi o primeiro a descrever com detalhes a superfície lunar e classificar as estruturas em mares, montanhas e crateras. Em 1651, Giovanni Riccioli publicou um mapa detalhado com nomes que são usados até hoje. Com o mapeamento completo da Lua, inclusive da outra face, outros nomes de pessoas foram utilizados.

Contrário do que muitos pensam, a observação durante a lua cheia não é o melhor período porque a iluminação incide de frente e desse modo quase não há sombras; os desníveis não se destacam. Por exemplo, uma cratera que, com iluminação rasante, mostra-se em evidência, pode tornar-se irreconhecível com a Lua cheia. Portanto, os melhores períodos para observar a Lua são durante as fases crescente e minguante, quando o jogo de sombra transforma a superfície num verdadeiro espetáculo, até com um simples binóculo! 

O ciclo completo de 29 dias e as diversas fases são as mesmas, em determinado instante, para qualquer região da Terra, seja do hemisfério sul, seja do hemisfério norte.

Somente durante a fase de lua nova é que ocorrem os eclipses solares, e na fase de lua cheia os eclipses lunares.

O eclipse lunar acontece quando a Lua entra na sombra da Terra, que se extende por mais de um milhão de quilômetros, durando no máximo quase 4 horas; os eclipses lunares podem ser: parcial (quando apenas parte da Lua está na sombra), penumbral (quando a Terra oculta a metade do Sol) e total (quando a Terra oculta todo o Sol).

No eclipse total a superfície lunar fica vermelho devido a atmosfera terrestre que dispersa os raios do Sol, filtrando os raios azuis de luz e permitindo que os vermelhos e alaranjados passem desimpedidos. Já o eclipse penumbral é menos conhecido, poque a sombra da Terra é bem fraca tornando difícil a observação.

Porém, por que não há eclipses toda lua nova ou toda lua cheia? Porque o plano orbital da Lua não coincide com o plano da órbita da Terra em torno do Sol, estando inclinado 5,14°.

A Lua também exerce uma decidida influência sobre a Terra, sendo que em alguns lugares a sua gravidade chega a causar uma diferença de mais de 15 metros entre a maré alta e a maré baixa.

Entre 1959 e 1972 a ex-União Soviética e os Estados Unidos enviaram sondas automáticas e naves tripuladas, e obtiveram dados fotográficos, medidas de campo de gravitação e magnético, composição química da superfície e condições ambientais, bem como milhares de fotos.

No total 20 sondas soviéticas foram bem-sucedidas e também foram os primeiros a obtiverem bons resultados, tais como a Luna 1 que sobrevoou a Lua em janeiro de 1959; a Luna 3 que fotografou o lado oculto em 7 de outubro de 1959; a Luna 9 que retornou fotos da superfície lunar em fevereiro de 1966.

Depois desses eventos, só a partir de 6 de fevereiro de 1994, com a sonda Clementine, a Lua voltou a ser estudada por sondas espaciais. Em 1997 os japoneses enviaram a Lunar A para estudar a estrutura interna da Lua; e por fim, a Lunar Prospector em janeiro de 1998, que por 18 meses mapeou o campo magnético e gravitacional da Lua, e a superfície atrás de possíveis depósitos de gelo nas regiões polares. De qualquer modo, mais de 60 sondas espaciais já foram enviadas ao nosso satélite natural.

Já o período completo de fases (chamado de mês sinódico) é de 29 dias, 12 horas e 44 minutos. A diferença do mês sideral do mês sinódico ocorre porque a Lua também gira em torno do Sol, acompanhando a Terra, e para voltar a mesma fase precisa completar pouco mais de uma revolução.

Apesar de ser bem visível da Terra, vista do espaço a Lua reflete apenas 7% da luz solar. Outra aspecto interessante é a grande proporção de um satélite para o planeta: a Lua tem um diâmetro de cerca de 27% o da Terra; menor apenas que a proporção do satélite Caronte com o planeta Plutão, que é de 50%.

A atmosfera da Lua não é como da Terra. É apenas uma camada tênue e variável de gás, composto principalmente de hélio, neônio e hidrogênio. Apenas para ilustar: visto que não há ar, não há meio de o som viajar, pois o som é ouvido pelas vibrações do ar que atingem o ouvido duma pessoa. Por conseguinte, na Lua tudo é silencioso. Um meteorito poderia chocar-se contra sua superfície, ricochetear e chocar-se de novo contra ela, despedaçar-se e espalhar seus destroços pedregosos sem sequer um sussurro.

A temperatura na superfície lunar são extremas devido a falta de atmosfera: No lado iluminado pelo sol passam dos 125° C, enquanto que do outro lado, na escuridão do universo chegam aos -170° C.

A superfície lunar está recoberta por uma espessa camada de poeira, chamada de regolito, que varia de 2 a 8 metros nos mares e mais de 15 metros nas terras. É provável que no passado distante, uma chuva ininterrupta de micrometeoritos continuou a corroer as rochas superficiais, fragmentando-as em minúsculos grãos.

As rochas lunares se assemelham às terrestres e contêm praticamente os mesmos minerais; a diferença está na quantidade distribuída. Por exemplo, nas rochas lunares, a proporção do urânio e do potássio, segundo se verificou, era quatro vezes mais elevada que nas típicas rochas terrestres.

Os planaltos (ou terras) ocupam mais de 80% da superfície total da Lua. São regiões mais elevadas e com muitas crateras (algumas até sobrepostas), que vistos da Terra são as partes claras do disco lunar. O lado oculto da Lua é formado na maior parte por essas formações. As rochas dos planaltos lunares são anortositas, de cor clara, ricos em cálcio e alumínio.

O restante da superfície são os mares, extensas depressões e mais escuros que os planaltos; além disso, são mais planos e possuem cerca de dez vezes menos crateras que os continentes. A maioria dos mares encontram-se no lado visível, representando cerca de 1/3 do disco lunar.

Com exceção do Oceanus Procellarum, os mares têm bordas circulares. Os mares são divididos em dois tipos: localizados no interior de grandes depressões circulares e os que invadiram áreas mais ou menos irregulares.

É óbvio que com exceção da Terra, a Lua é o astro do Sistema Solar que mais temos conhecimentos, contudo ainda conserva o segredo de sua origem e de sua estrutura interna, e a polêmica questão da água. Portanto, em certo sentido a Lua ainda guarda segredos apesar da exploração espacial; ainda podemos vê-la e ficar admirando-a, enquanto são feitas novas descobertas.

Ainda são verdadeiras as palavras de R. J. Allenby, ex-diretor-assistente de ciência lunar da NASA, ditas há decadas: "É provável que a coisa mais significativa que tenhamos aprendido é que a Lua é um corpo muitíssimo complexo - não a simples 'bolha' que muitos pensavam que fosse. "