Thực ra hành tinh này không lạnh lẽo như chúng ta thường nghĩ, ít nhất là không phải lúc nào cũng lạnh như vậy. Cũng giống như Trái Đất, nhiệt độ bề mặt Mặt Trăng thay đổi tùy thời điểm được Mặt Trời chiếu sáng, nhưng với mức độ lớn hơn nhiều.
Giáo sư thiên văn học John Monnier ở Trường đại học Michigan, Mỹ, cho biết nhiệt độ trên Mặt Trăng thay đổi từ cực nóng đến cực lạnh. Có lúc ở đây lạnh đến âm 100 độ C, có lúc nóng trên 100 độ C.
Ngược lại, nhiệt độ bề mặt Trái Đất chỉ dao động trong khoảng âm 89 đến 57 độ C.
Mặc dù Trái Đất và Mặt Trăng cách Mặt Trời gần như nhau, khoảng 150 triệu km, nhưng có một số yếu tố khiến cho nhiệt độ trên hai hành tinh này khác nhau nhiều như vậy.
Thứ nhất, Trái Đất có khí quyển giữ lại nhiệt ở mức độ phù hợp để sự sống tồn tại được, còn Mặt Trăng không có khí quyển nên dễ bị ảnh hưởng bởi sức nóng của Mặt Trời.
Thứ hai, Trái Đất có những đại dương mênh mông, giúp hấp thụ và cất giữ năng lượng Mặt Trời rồi từ từ giải phóng nhiệt này vào ban đêm. Ngược lại, Mặt Trăng chỉ toàn đá bị nung nóng khi được chiếu sáng và nguội lạnh khi không có ánh sáng Mặt Trời.
Hơn nữa, một ngày trên Mặt Trăng dài xấp xỉ một tháng trên Trái Đất nên bề mặt của nó phơi sáng hoặc khuất sáng trong những khoảng thời gian rất dài.
Đất trên Mặt Trăng, hay còn gọi là regolith, là một vật chất cách nhiệt cực kỳ tốt. Vì thế, ngay cả dưới ánh sáng hay trong bóng tối, bề mặt Mặt Trăng vẫn ổn định là nóng hoặc lạnh.
Regolith là chất cách nhiệt tốt nhưng lại không phải là chất dẫn nhiệt tốt. Trong các chuyến bay Apollo 15 và 17, các nhà du hành vũ trụ đã đo nhiệt bên dưới bề mặt Mặt Trăng. Nhiệt độ trung bình ở độ sâu 35cm cao hơn bề mặt từ 40 đến 45 độ K.
Theo thông tin từ NASA, nhiệt độ ở gần xích đạo Mặt Trăng có thể lên đến 121 độ C dưới nắng Mặt Trời và lạnh âm 133 độ C trong bóng tối. Tính trong Hệ Mặt Trời, dao động nhiệt độ trên Mặt Trăng đứng thứ 2, sau sao Thủy.
Vào tháng 7/2009, tàu thám hiểm Lunar Reconnaissance Orbiter đã đo được nhiệt độ ở một số vùng bóng râm trong các hố va chạm luôn ổn định ở mức 17 độ K. Các nhà khoa học cho rằng đây là một điều kiện thuận lợi để xây dựng nơi trú ngụ cho con người trên Mặt Trăng.
Nhưng cũng có một số khu vực có thể là lạnh nhất trong Hệ Mặt Trời, chẳng hạn như các hố va chạm ở cực Nam bị che khuất vĩnh viễn.
Những nơi này không có ánh sáng trực tiếp từ Mặt Trời và cũng không có các nguồn nhiệt thứ cấp như là bức xạ mặt trời phản chiếu từ các khu vực gần đó. Vì thế, nhiệt độ ở đây có thể xuống tới âm 248 độ C hoặc thấp hơn nữa.
Hiểu được cách thay đổi nhiệt độ ở những vùng khác nhau trên Mặt Trăng rất quan trọng cho hoạt động thám hiểm trong tương lai.
Giáo sư Monnier nói: "Nếu chúng ta muốn có một nơi để sống dài ngày, chẳng hạn như một căn cứ trên Mặt Trăng hay muốn các thiết bị khoa học hoạt động được, thì tất nhiên chúng ta phải biết nhiệt độ và sự thay đổi của nhiệt độ để có thể tạo ra được những thứ tồn tại được lâu".
