根据天然和人工月震所提供的资料表明，
月球跟地球一样，也可以分成月壳，月幔和月核等层次。月壳厚约60-65千米，它最上部的1000-2000米主要是月壤和岩石碎块。
月壳以下到1000千米处是月幔，有人把月幔的下限定在1388千米深处。月幔的部分占了
月球一半以上的体积，主要由相当于地球上的基性岩和超基性岩组成，物质密度一般超过每立方厘米3.5克，下层可能略低5%。从月幔以下直到1740千米深处的
月球中心为月核，主要由铁，镍，硫等组成。月核的温度大致在1000-1600℃之间。
1956年10月26日，一位
天文学家发现，照片上的阿尔芬斯环形山变得模糊不清了。这可能是因为
火山在喷发，喷出来的气体使它的轮廓变得模糊了。1958年11月3日，另一个天文学发现环形山内的
中央峰呈现一种不寻常景色，环形山显出了红色，接着，中央峰的亮度突然增加了几乎1倍。种种迹象表明，这是一次
火山爆发。1959年10月23日，人们又一次观测到阿尔芬斯环形山内的
火山爆发，而且这次活动的规模比1958年的那次大得多。
根据
宇航员们在
月球上建立的自动月震站的记录，月球上经常发生月震。月架月震仪曾经测得过10000次月震。此外，长期的观测还发现，
月球上的一些小环形山，如著名的林内环形山，慢慢缩小消失了，留下一片白斑，而有的环形山在变大起来。
2019年5月16日，
中国科学院国家天文台宣布，由该台研究员李春来领导的研究团队利用嫦娥四号探测数据，证明了月球背面南极-艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质。国际学术期刊《自然》（Nature）在线发布了这一重大发现。该发现为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据，将为完善月球形成与演化模型提供支撑。
2019年1月3日，
嫦娥四号探测器着陆在月球背面预选着陆区冯卡门坑内。同一天，玉兔二号巡视器与着陆器分离，其上携带的红外成像光谱仪成功获取了着陆区两个探测点高质量光谱数据。
中科院国家天文台和仪器研制单位中科院上海技术物理所组成的研究团队通过对光谱数据的分析发现，
嫦娥四号着陆区月壤光谱的吸收特征与月球正面月海玄武岩质月壤光谱的吸收特征存在着显著差异，展现出低钙辉石的光谱特征，并暗示有大量橄榄石的存在。进一步的分析证实，嫦娥四号着陆区月壤物质中橄榄石相对含量最高，低钙辉石次之，仅含有很少量的高钙辉石。这种矿物组合很可能代表了源于月幔的深部物质。
嫦娥四号探测器此次基于探测数据的研究结果，则成功揭示了月球背面的物质组成，证实了月幔富含橄榄石的推论的正确性，加深了人类对月球形成与演化的认识。