阿波罗11号宇航员在月壤上留下的脚印

在月球上，除悬崖峭壁外，几乎所有月面都覆盖着一层厚厚的月壤。根据对不同着陆点月壤厚度的就位测量以及地面观测与分析的结果，月海分布区的月壤厚度平均为3～5米，而月球高地由于暴露在月球表面的时间较长，历次撞击成坑的溅射物的覆盖使月壤堆积较厚，平均厚度约10米。

地球土壤是机械作用、化学作用和生物作用的综合产物，而月壤（包括岩石角砾）则主要是机械作用的产物。陨石的频繁撞击，撞击溅射物的不断堆积，宇宙射线的轰击和剧烈的温差促使月表岩石破裂和粉碎，这些机械作用最终形成月壤。月壤的粒度分布很广，但绝大部分颗粒在30微米到1毫米之间，摸起来跟面粉一样细腻。月壤主要由月球岩石碎屑、粉末、角砾、撞击熔融玻璃物质组成，成分非常复杂。

月壤的化学成分很复杂，其中最有用的是其中含有的大量有用气体资源。太阳风粒子、太阳耀斑粒子的注入，会与月壤物质发生相互作用，形成3He（氦-3）、20Ne（氖-20）、21Ne（氖-21）、22Ne（氖-22）、38Ar（氩-38）等核素。月壤细粒子粉末中稀有气体含量很高，达0.1～1立方厘米/克（标准状态下），相当于1019～1020原子/立方厘米。

月壤中富含硅、铝、钾、钡、锂、铷、锆、铪和稀土元素，月球上还蕴藏着丰富的钛元素，这也是月球上的重要资源。特别值得关注的是月壤中氦-3（氦元素的一种同位素）的含量非常高，由于氦-3是核聚变的理想原料，因此月壤可能为地球和今后月球的开发提供能源。我们知道，氦-3是一种清洁、安全和高效的核聚变发电的燃料，例如，建设一个500兆瓦的氘-氦3核聚变发电站，每年仅消耗50千克氦3。一些科学家估算，月壤中氦-3的资源总量约为100～500万吨。

在月壤表面还富集有银、溴、镉，镓、锗、汞、铟、铅、锑、碲和锡等元素。由于这些元素的挥发性差异，使得各种元素在月壤颗粒表面的富集程度也有很大的差异。根据返月样品分析，从150微米到小于5微米的颗粒分析表明，其镉、锌、铟、镓的含量变化可达10～20倍，即较易挥发的金属都富集在月壤细小颗粒的表面。

此外，月壤中还含有一定量的陨石成分，分析表明，类似于Ⅰ型碳质球粒陨石的成分在月壤中约占1.5%～2%，这些陨石成分的物质有的是早期大型撞击和开凿月海盆地时陨石成分的加入，有的是年轻月坑的形成过程中陨石成分的加入，有的是微冲击坑形成时由于微陨石的加入而增加了陨石成分。