Mjesec je Zemljin prirodni satelit i ujedno najbliže nebesko tijelo, udaljeno u prosjeku 384400 km. Mjesec se kreće oko Zemlje po eliptičnoj stazi srednjom brzinom od 1,02 km/s, i prelazi dnevni luk od 13 stupnjeva i 10 minuta. Mjesečeva staza podliježe jakim temperaturnim vibracijama koje uzrokuje Sunce, pa se nagib staze prema ekliptici u toku 173 dana mijenja od 5 stupnjeva do 5 stupnjeva i 18 minuta. Mjesec je čvrsto nebesko tijelo promjera 3473,3 km, te je po površini 14 puta, po obujmu 50 puta, a po masi 80 puta manje od Zemlje. Ubrzanje sile teže je na Mjesecu 6 puta manje nego na Zemlji. Oko svoje osi se obrne za 27 dana, 7 sati i 11,5 sekunda (siderički mjesec). Zbog stalnog mijenjanja položaja prema Suncu i Zemlji različito je osvijetljen, pa se sa Zemlje mogu uočiti četiri faze:

* Mlađak
* Prva četvrt (vidljiv noću)
* Pun Mjesec (Uštap)
* Zadnja četvrt (vidljiv ujutro)

Vrijeme od 29 dana, 12 sati, 44 minute i 3 sekunde između uzastopnog ponavljanja Mjesečevih faza nazvano je sinodičkim mjesecom.

Uzajamni položaji Sunca, Mjeseca i Zemlje dovode do pomrčine Sunca i Mjeseca. Potpune pomrčine se koriste u kozmičkoj geodeziji za vezivanje kontinentalnih trigonometrijskih mreža, koje pomažu u stvaranju jedinstvenog svjetskog znanstvenog sustava. U istu svrhu se koriste i pojave okultacija zvijezda (kad Mjesec tokom svojeg kretanja sakrije neke zvijezde). Privlačna sila Mjeseca, a u manjoj mjeri i Sunca (lunisolarni utjecaj), uzrokuje na Zemlji plimu i oseku mora i jezera, kao i "disanje" Zemljine kore što je 3 puta slabije od plime i oseke. Utjecaj mjeseca na ljude i druga bića je još uvijek nerazjašnjen, ali je sigurno da se kukci orijentiraju pomoću Mjeseca.

Smatra se da je Mjesec nastao prije nekih 4,5 milijarda godina, nakon udara kometa. Prilikom udara, izbačena je velika količina materijala u Zemljinu orbitu koja je oblikovala Mjesec. Mjesec je i reljefno vrlo zanimljivo nebesko tijelo. Prvi je crtež Mjeseca napravio Galilej 1609. godine. Najniža područja Mjeseca su ogromne sive površine koje se ponekad mogu zapaziti i golim okom. Te ravnice je Giovanni Riccioli (1598-1671.) nazvao morima 1651. godine, iako u njima nema vode. Ova mora nisu jednolične ravnice, jer se u njima uočavaju nabori, koji ponekad sliče na zidove, dugačke po nekoliko stotina kilometara, i pukotine, koje sliče na riječna korita. Po rubovima ravnica protežu se veliki planinski vijenci, koji nose imena planina na Zemlji (Alpe, Apenini, Pireneji, itd.). Najviša točka Mjeseca nalazi se na planinama Leibniz, koje su na Mjesečevom južnom polu, gdje neki vrhovi dosežu i 9000 metara. Osim planinskih lanaca, na Mjesecu se mogu vidjeti i krateri ili vrtače, koji opet nose imena po najpoznatijim svjetskim znanstvenicima. Najdublji je Newtonov (Isaac Newton), oko 7250 m. Ti krateri su vrlo velikog promjera (do 300 km). Iako im rubovi izgledaju strmi, oni su vrlo malog nagiba. To otkriće pripada Nijemcu Josefu Hopmannu, koji je izumio specijalne metode istraživanja pomoću dužina sjena. Nekih 30 tisuća kratera je otkriveno na Mjesecu. Jedan od njih nosi čak i ime našeg Ruđera Boškovića. Kod pojedinih kratera su vidljive i uzdužne široke svijetle pruge (Kopernikov krater), za koje se smatra da su naslage pepela ili vulkanske materije nastale u vrijeme hlađenja Mjeseca. Ovi krateri su nastali udaranjem mnogih tijela (asteroida) u Mjesec. Na Mjesecu nema erozije pa se još uvijek vide.

Plimne sile Zemlje su Mjesec s vremenom toliko usporila da se njegova okretna brzina prilagodila njegovoj vremenskoj stazi. To znači da se Mjesec okrene samo jedanput oko svoje osi u toku okretanja oko Zemlje. Zbog toga se sa Zemlje može vidjeti samo jedna strana Mjeseca. 1959. godine je sovjetska letjelica/sonda Lunik (Лунник) obišla Mjesec i dvjema fotokamerama ga snimila s daljine od 60 tisuća kilometara. Na osnovi tih fotografija, Sovjetska akademija znanosti je sastavila i izdala prvi atlas dijela Mjesečeve površine koji se ne vidi sa Zemlje. Mjesec također vremenski usporava brzinu kruženja Zemlje, tako da taj usporavajući utjecaj produžuje godišnje dan na Zemlji za 20 mikrosekunda. Pritom se energija kruženja Zemlje pretvara u toplinsku energiju i impuls okreta se prenosi na Mjesec, čije se kretanje godišnje udaljuje za 4 centimetra od Zemlje. Ova pojava je utvrđena laserskim mjerenjima 1995. godine.

Theophil je veliki krater s promjerom od 104 km. Njegova dubina je također znatna i iznosi 4,400 metara. Središnje planine visoke su 1,400 metara i imaju četiri vrha. Theophil zajedno s kraterima Cyrill i Catharina čini zanimljiv niz kratera. Niz je najbolje vidljiv 5 dana poslije mlađka.

Messier je manji krater u središtu Mora Plodnosti. Krater Messier ima 12 km u promjeru, a krater Messier A 13 km u promjeru. Zanimljiva pojava
kod ovih kratera su bijele linije koje na površini Mora Plodnosti koje se protežu 100 km u duljinu, u smjeru zapada. Linije su nastale zbog izbacivanja
materijala prilikom udara koji se dogodio pod malenim kutem.