คนแรกที่เสนอความคิดว่าดวงจันทร์เต็มไปด้วยภูเขาคือ ดีโมครีตัส นักปราชญ์ชาวกรีก มีอายุในช่วงปี 460-370 ปีก่อนคริสตกาล

คนแรกที่เขียนแผนที่ของดวงจันทร์คือ ดับเบิลยู กิลเบิร์ต ในช่วงราว ๆ ปี พ.ศ.2143 ซึ่งได้รับการตีพิมพ์ในปี พ.ศ.2194 แผนที่นี้เขียนโดยการสังเกตการณ์ด้วยตาเปล่า เนื่องจากในขณะนั้นยังไม่มีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้น

ในปี 2535 พรรคนิวคาสเซิล กรีน ในอังกฤษ มีการกำหนดปฏิทินการประชุมพรรคโดยใช้ปฏิทินจันทรคติ โดยกำหนดให้ประชุมกันทุกวันจันทร์ดับ และปฏิบัติงานตามแผนทุกวันจันทร์เพ็ญ

คำว่า lunatic ในภาษาอังกฤษ ซึ่งมีความหมายว่า คนเพี้ยน คนไม่สมประกอบ เริ่มใช้ในประเทศอังกฤษตั้งแต่ปี ค.ศ. 1290 แต่มีการใช้มาตั้งแต่ยุคโรมันแล้ว คำนี้มีรากศัพท์เกี่ยวกับดวงจันทร์เนื่องจากคนในยุคนั้น (รวมถึงยุคนี้บางคน) เชื่อว่าดวงจันทร์มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมประหลาด ๆ ของมนุษย์คนดังอย่าง เจมส์ วัตต์, เบนจามิน แฟรงคลิน และอีกหลายคน เคยถูกเรียกว่า lunatic มาก่อน ทั้งนี้ไม่ใช่เพราะว่าเป็นคนเพี้ยน แต่เป็นสมาชิกของสมาคมดวงจันทร์ (Lunar Society) ซึ่งเรียกสมาชิกของสมาคมว่า lunatic และสมาคมนี้ก็ไม่ได้ดำเนินงานเกี่ยวกับดวงจันทร์ แต่เป็นสมาคมสำหรับอภิปรายและแลกเปลี่ยนข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ มีการจัดประชุมทุกคืนวันจันทร์ก่อนวันเพ็ญ ด้วยเหตุผลที่ว่าแสงจันทร์ใกล้เพ็ญจะช่วยส่องทางยามค่ำคืนเมื่อสมาชิกกลับบ้าน จึงมีชื่อสมาคมว่า Lunar Society


แผนที่ดวงจันทร์ชิ้นแรกที่เขียนโดยการสังเกตการณ์ผ่านกล้องโทรทรรศน์เขียนโดย โธมัส แฮริออต ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ.2262 ซึ่งแสดงรายละเอียดต่าง ๆ บนผิวดวงจันทร์ได้อย่างละเอียดและแม่นยำกว่าแผนที่ที่เขียนโดยกาลิเลโอในปี พ.ศ.2263 เสียด้วยซ้ำ

ภูเขาลูกแรกบนดวงจันทร์ที่มีการวัดความสูงกันคือ อัลเพนไนนส์ โดยกาลิเลโอ ในปี พ.ศ.2263

คนแรกที่อธิบายแสงจาง ๆ บนดวงจันทร์ด้านมืดในคืนจันทร์เสี้ยวคือ ลีโอนาร์โด ดา วินชี เขาอธิบายว่าแสงนั้นเกิดจากแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากผิวโลกอีกทีหนึ่ง ซึ่งถูกต้องทุกประการ

ภาพถ่ายภาพแรกของดวงจันทร์ เป็นผลงานของ เจ ดับเบิลยู แดรเปอร์ ถ่ายเมื่อวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ.2383 ใช้กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 นิ้ว เปิดหน้ากล้องนาน 20 นาที

การวัดอุณหภูมิพื้นผิวของดวงจันทร์เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อปี พ.ศ.2412 ผลของการวัดครั้งนั้นคือ 100 องศาเซลเซียส (ตัวเลขที่แท้จริงในปัจจุบันคือ -163 ถึง 117 องศาเซลเซียส)

การวัดการสะท้อนเรดาร์ของดวงจันทร์เพื่อวัดระยะห่างเกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อปี 1946 โดย แซด เบย์ ที่ฮังการี

การวัดระยะทางของดวงจันทร์ที่แม่นยำที่สุดในขณะนี้คือการวัดการสะท้อนของแสงเลเซอร์ ระยะทางเฉลี่ยที่วัดได้คือ 353911.218 กิโลเมตร

ทะเลที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์ชื่อ ทะเลแห่งฝน (Mare Imbrium) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1,300 กิโลเมตร ลึก 7 กิโลเมตร

ด้านไกลของดวงจันทร์มีทะเลขนาดใหญ่เพียงแห่งเดียวเท่านั้นคือ ทะเลตะวันออก (Mare Orientale) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 กิโลเมตร

แอ่งที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์คือ แอ่งเอตเคน-ขั้วใต้ (South Pole-Aitken basin) มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 2,500 กิโลเมตร ลึก 13 กิโลเมตร ค้นพบโดยยานคลีเมนไทน์ ในปี พ.ศ.2537 เชื่อว่าแอ่งนี้มีอายุถึง 3,800 ถึง 4,300 ล้านปี เกิดจากอุกกาบาตที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 200 กิโลเมตร

เครเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์คือ เบลลี(Bailly) เส้นผ่านศูนย์กลาง 295 กิโลเมตร ลึก 3.96 กิโลเมตร

ยานสำรวจดวงจันทร์ลำแรกของโลกคือ เอเบิล 1 เป็นของสหรัฐอเมริกา ปล่อยจากฐานวันที่ 17 สิงหาคม 2501 แต่ไม่ประสบผลสำเร็จ

ยานสำรวจดวงจันทร์ลำแรกที่ประสบผลสำเร็จคือ ลูนาร์ 1 ยานนี้ไม่ได้ลงจอด เพียงแต่ผ่านดวงจันทร์ไปและส่งข้อมูลกลับมายังโลก

ยานลำแรกที่ลงจอดบนดวงจันทร์คือ ยานลูนา 2 ซึ่งลงจอดบนดวงจันทร์เมื่อวันที่ 13 กันยายน พ.ศ.2502

ภาพถ่ายดวงจันทร์ด้านไกลภาพแรกถ่ายโดยยาน ลูนา 3 ในเดือนตุลาคม พ.ศ.2502

ภาพยานอวกาศที่โคจรรอบดวงจันทร์ที่สามารถถ่ายได้จากโลกคือ ภาพของยานออร์บิเตอร์ 5 ถ่ายเมื่อวันที่ 21 มกราคม พ.ศ.2511 โดย เจ.เฟาน์เทน, เอส. ลาร์สัน, และ จี. ไคเปอร์ ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงขนาด 100 นิ้วที่แคทาลีนา จุดของยานมีอันดับความสว่างประมาณ 12 ถึง 15

เที่ยวบินอวกาศเที่ยวบินแรกที่นำมนุษย์ไปโคจรรอบดวงจันทร์คือ อะพอลโล 8 ในเดือน ธันวาคม พ.ศ.2511

นักบินคนแรกที่เหยียบพื้นผิวดวงจันทร์คือ นีล อาร์มสตรอง ซึ่งเดินทางไปกับยานอะพอลโล 11 เขาได้เหยียบดวงจันทร์ในวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ.2512 คนถัดมาก็คือเอ็ดวิน อัลดริน

ยานอวกาศลำแรกที่นำตัวอย่างหินจากดวงจันทร์กลับมายังโลกโดยไม่มีนักบินคือ ลูนา 16 ปล่อยจากฐานในวันที่ 12 กันยายน พ.ศ.2513

ศาสตราจารย์ทางธรณีวิทยาคนแรกที่เดินทางไปเหยียบดวงจันทร์คือ แฮริสัน ชมิทท์ เดินทางไปกับยานอะพอลโล 17 ในวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ.2515

นักบินอวกาศคนล่าสุดที่ได้เหยียบดวงจันทร์คือ ยูจีน เซอแนน นักบินอวกาศยานอะพอลโล 17

ยานสำรวจดวงจันทร์ลำแรกของญี่ปุ่นคือ ฮะโกะโมะโระ ปล่อยจากฐานไปเมื่อวันที่ 24 มกราคม พ.ศ.2533

การสังเกตการณ์ดวงจันทร์ในขณะดวงจันทร์เป็นเสี้ยวบางที่สุด เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ.2515 โดยนาย อาร์. มอแรน จากแคลิฟอเนีย ด้วยกล้องสองตาขนาด 10 x 50 ในขณะนั้นดวงจันทร์มีอายุคาบเพียง 14 ชั่วโมง 53 นาที เท่านั้น