白天月球在太阳直射的情况下，温度可以高达127摄氏度，而夜晚又会降低到-183摄氏度，其中一些陨石坑和阴影区域的温度可能达到-272摄氏度。昼夜温差达到了310摄氏度，以至于生物很难在月球生存。
由于月球自转轴倾斜以及围绕地球公转的特点，月亮总是一侧被太阳照亮而另一侧处于黑暗。月球上的一“日”约等于27个地球日。月球的一半将持续约十四个地球日的白天，同时另一半将持续十四个地球日的夜晚。月球上的白天，温度可达127摄氏度。夜晚又会降低到-183摄氏度，其中一些陨石坑和阴影区域的温度可能达到-272摄氏度。这是我们太阳系中最低的温度，这意味月球表面会变得比冥王星还冷。
月球的极点和陨石坑是温度最极端的地方。由于月球自转轴的倾斜度很小，月球上没有季节变化。月球上一些太阳无法照到的地方，特别是两极地区，哪里将会是月球上最寒冷的地方。月球两极的一些陨石坑已经有数十亿年没被阳光照射。美国宇航局的科学家在这些阴暗的地方发现了冰的迹象。
几乎没有大气层（月球有大气层，只是比较稀薄）是造成月球极端温度的原因之一。与地球不同，月球几乎没有大气层。在地球上，阳光照射的能量到地面会被吸收，大气层也会保留地面反射的热量并用于加热地球，大气层还会通过折射太阳光使地球避免过热。月球没有大气来保留热量或限制到达地球的太阳辐射，使其变得极端炎热和寒冷。月亮的温度范围可从极热（127摄氏度）到极冷（-272摄氏度）。
