儘管人類已經登上月球，但眾多的月球之謎仍待科學家一一破解。
月球不是規則球形，而是極直徑略小於月球赤道(以下簡稱「赤道」)直徑的天體。仔細觀察月球形狀，我們會發現它好像被人用拇指和食指捏住兩極「擠」過一樣。
這一現象並不稀奇，因為在久遠的月球形成初期，月球自轉產生的離心力可能使岩漿尚未冷卻的月球赤道地區「鼓」出一塊。然而，這只是關於月球形狀的種種假設之一，儘管人類已經登上月球，但眾多的月球之謎仍待科學家一一破解。
形狀不規則
早在18世紀末，法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯就注意到，形狀不規則的月球自轉時會發生「顫抖」。
「謎團在於月球太扁了，」美國麻省理工學院地球物理學與行星科學教授瑪麗亞·T·朱伯告訴《紐約時報》記者。
20世紀六七十年代，太空探測器發現，處於月球與地球地心連線上的月球半徑被拉長，也就是說，如果沿赤道把月球分成兩半，截面不是正圓，而是像橄欖球一樣的橢圓，「球尖」指向地球。但迄今無人能就月球當前形狀的成因給出完全令人信服的解釋。
質量不均勻
一般認為，45億年前，一個火星大小的天體撞擊地球，產生的部分碎片形成月球，但這也僅限於推測。
月球形狀的另一個謎團是，月球面對地球一面在物質構成及外貌方面與背對地球一面差異很大：前者地殼比另一面地殼薄許多，並擁有由玄武岩構成的廣闊平原，這些平原被稱為月海，這是很久以前月球表面火山噴發的結果。背對地球的一面地殼厚很多，有更多隕石坑，幾乎沒有月海。
一定程度上，月海中密度較高的玄武岩使月球的質量中心不在幾何中心，偏離了約1.6千米。但是，遷移的發生過程尚不清楚。
月地漸遠離
法國人拉普拉斯在18世紀末發現月球形狀不規則難能可貴，然而，他沒有看到的是，月球正在逐漸遠離地球。月球每年遠離地球約3.8厘米。
現在的月球自轉和公轉週期相同，所以它的一面總是朝向地球。科學家估計，和現在約38萬千米的距離不同，早期的月地距離可能只有約2.6萬千米。由於天體運行軌道半徑與天體轉速有關，按照這一假設，1比1的自轉公轉週期比可以解釋當前月球形狀不規則的現象。
還有一些科學家假設，月球形成初期的自轉公轉週期比為3比2，也就是公轉2週期間自轉3週，這種情況至多持續了幾億年，最後因為潮汐力而自轉降速，自轉公轉比穩定為現在的1比1。計算結果表明，這段自轉比公轉快的時期可能提供足夠的力，為月球形成目前的形狀準備了條件。
