因为月球绕轴自转的周期，与绕地球公转的周期刚好相同，因此人们用肉眼始终只能观察到月球的半个球面，占月亮表面的59%。对于月球背面的41%来说，一直都是地球人的神秘地带。1959年苏联科学家第一次拍摄到月球背面的照片，照片上的月亮背面也像正面一样，中央部分没有海，绝大部分是山区，其他地方有一些海也都比较小，背面的颜色相较于正面稍微红一些
1966年美国月球太空船所拍摄的照片，使人们能够看清，和美国西北部的圆丘相似，月亮上面也有大量错落，形状不一的圆丘，科学家认为是月亮内部熔岩，向月面谷涌形成了这一月貌。1968年乘坐阿波罗八号的宇航员第一次直接观测的月球背面的情况，而随着科学家观测的深入，产生有关月亮背面的疑团却愈发复杂
1是月球背面高地和环形山多，地势起伏悬殊，月海比正面少得多，只有莫斯科海，智海和东海，东海的一部分留在月球正面的边缘上，月球背面有许多巨大特征的同心圆结构。最典型的是东海，直径约900千米。它们是怎样形成的，形成的年代是什么时候？具有哪些地质特性等等。目前还没有定论。2是月球的平均半径是1738千米，最长半径多出4000米，最短半径短了5000米。令人惊讶的是，月球最长和最短的半径都在背面，最短的半径在南纬30°附近，那里的磁场与周围地区有所不同，这又是为什么呢
背面的月壳一般都比正面厚，正面厚约60千米，而背面最厚处约150千米。正面还发现了不少质量瘤，显示出月面的重力分布，有明显异常的地方。这部分月面下不太深处存在着一定量高密度的物质。月球背面还没有发现质量瘤，月球的背面与正面为什么有那么多区别？有人认为，在地球引力的作用下，月球地层也出现了类似地球上的潮汐现象，结果就导致了正面和背面的差别。也有人认为是由巨大的温差所造成的，反复的温度骤变引起了正面和背面的差别，但无论哪一种解释，都无法令人完全信服。