從月球表麵采回的岩石樣品分析大致可分為3類：①結晶質火成岩；②角礫岩；③月壤和玻璃粒。岩石類型有月海玄武岩、非月海玄武岩和富克裏普岩，其中已發現3種地球上沒有的新礦物：靜海石、鐵三斜輝石和低鐵假板鈦礦。與地球玄武岩相比月玄武岩的K2O、Na2O和Al2O3含量較低，FeO和Cr2O3，含量較高。月岩不含水，無三價鐵，但含金屬鐵和隕硫鐵（FeS）斜長岩是月球上的古老岩石，主要由富鈣的斜長石組成，含Al2O3約35％。月壤（直徑小於1毫米的顆粒）由不同比例的結晶質岩石、角礫岩碎片、礦物顆粒及玻璃組成。
月球表麵的地質作用
從月麵地形特征和月球樣品物質組成的研究表明，火山及撞擊成坑作用，對月表的形貌和月表物質的分布特征起重要作用，太陽風和宇宙線對月表物質起侵蝕作用。隕石體撞擊月表時形成撞擊坑，並引起基岩破壞、月壤和角礫岩的形成以及月表物質的再分配。月表物質的暴露年齡測定結果表明（見宇宙線暴露年齡）：月壤的平均暴露年齡約為4.00×108年，個別的可達1.70×109年；月岩的暴露年齡範圍為1.00×106～7.00×108年，絕大部分集中在2.00×107～2.00×108年之間。在最近3.00×109年以來，很少或沒有火山作用。
月球內部構造
月球沒有磁場，局部月岩的剩餘磁場強度約為6～300納特，表明月球內部可能無金屬核，月球中心的溫度不超過1500℃。月震每年釋放的能量約為地震釋放能量的1/100萬，其震源的深度為800～1000千米。月球是一個分異天體，它的內部構造大致可劃分為：0～60千米為月殼；60～500千米為上月幔；500～800千米為中月幔；800～1000千米為月震帶，1000～1600千米為下月幔；1600～1738千米（月球中心）為月核。月球深度1000千米以下為軟流層，其上為岩石層。