宇航员们放在月球上的地震仪记录表明，月球和地球一样，也有一层外壳，其厚度为40--60公里。这个数据是在风暴洋和弗。拉摩洛等地区测定的。月壳下面是月幔。月幔大致又分为三层。上层月幔厚240公里左右，主要由古代“岩浆海”里沉淀 下来的较重物质构成。中层月幔达480公里以上，这里大概还保存着混沌时代形成原始月球的“胚胎物质”。上述两层都是固态的，但具有可塑性。内层月幔处于局部熔融状态。月球的中心部分是月核，其温度约为1000摄氏度，远远不如地核那么热（地核温度为5000--6000摄氏度）。月核很可能是熔融的，可能是由低熔点的硫公铁物质构成。对月球的探测还发现月球的质量分布不均匀，月球近侧存在几个“质量瘤”的重力异常区。
在“阿波罗”科学实验站里装设了很先进的月震仪器。经探测，月球上也有月震，但月震的次数比地震少得多，释入的能量也远远小于地震。月震很弱，最大的月震为1-2级。除了陨星撞击引起的震动之外，当月亮离地球最近或最远的时候，由于地球的起潮力作用，常会出现月震。

许多国家的科学家对宇航员带回的月岩样品进行了多种项目的共同研究。经实验室分析得出：月岩中已发现近60多种矿物，其中有6种在地面上尚未发现；在月岩和月土中发现了地球上的全部化学元素；没有发现可生存的月球有机物，也无古微生物的证据；在某些月岩中有微弱的剩余磁性；月球样品中存在许多太阳活动事件踪迹；根据样品的同位素分析，得出月球年龄约46亿年。 在大部分被月尘和岩屑覆盖的月球表面上，宇航员看到各种形状、大小、出现频率不一的岩石，还发现月球表面散布着一些具有光泽的玻璃物质。月尘在各处的厚度不同，薄的地方只有几厘米，厚的地方有5--6米。

到达月球的宇航员在漆黑的月空中看到大而发光的地球。月球探测器还在月球空间拍下地球的照片以及绕观月球和地球队的照片。月球上的地球光要比地球上的月光明亮8倍多。

本世纪50年代以来，人类对月球探测所取得的成就，远远超过了多少世纪以来的地面观测。“阿波罗”登月成功，是人类科学的结晶，开创了人类认识月球的新纪元。随着科学技术的发展，人类将可能建立沿月球轨道飞行的实验室，巨大的天文望远镜也将在月球上从没有空气的太空观测天空；人类也将可能把月球作为出发到遥远行星的一个落脚点。

人类登月“第一步”
“阿波罗”11号满载人类的希望，经过四天的航行顺利进入绕月轨道，宇航员柯林斯随飞船指令舱留在轨道上，宇航员阿姆斯特朗和艾德林则驾驶登月舱“鹰”号飞行702小时39分40秒之后，降落在一片死寂的月球上。阿姆斯特朗花了整整3分钟才走完9级踏板的舷梯，走出登月舱，在月面上踏出人类的的第一个脚印。人类会永远铭记美国东部时间1969年7月20日22时5分20秒这一时刻的。地球上亿万人的眼睛通过电视屏幕见证了这不同寻常的“第一步”。阿姆斯特朗激动地宣布：“对一个人来说，这只不过是小小的一步，可对全人类来说，这却是一个巨大的飞跃！”

两位宇宙员在月面上进行了2小时40分的科学探险。他们插了一块金属纪念牌，上面镌刻着一行大字“公元1969年7月，来自行星地球上的人首次登上月球，我们是全人类的代表，我们为和平而来。”他们还展开太阳能电池阵安设了月震仪和激反射器，并采集了22千克月球岩石和土壤的样品。

7月21日上午11时15分，登月舱飞离月面与飞船会合，并于1969年7月28日美国东部时间12时55分22秒完全降落在夏威夷西南的太平洋上。“阿波罗”11号和三位宇航员载誉而归，完成了这次登月壮举，名垂青史。