A atmosfera da Lua é extremamente tênue, com uma pressão superficial de cerca de 10-12 bar (1 pPa). É composto principalmente de hélio, néon e argônio, com vestígios de outros gases, como oxigênio, metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono. A massa total da atmosfera lunar é estimada em cerca de 25.000 toneladas métricas.

A espessura da atmosfera lunar significa que ela não oferece proteção significativa contra a radiação solar ou micrometeoróides. A superfície da Lua é, portanto, bombardeada por um fluxo constante de radiação e partículas, que podem danificar ou destruir materiais expostos.

A falta de atmosfera também significa que a Lua não tem clima. A temperatura na Lua pode variar dramaticamente de cerca de -170 graus Celsius à noite a cerca de 120 graus Celsius durante o dia.

A falta de oxigênio na atmosfera lunar também dificulta a sobrevivência dos humanos na Lua. Sem um traje espacial, um humano sufocaria rapidamente. Mesmo com um traje espacial, os humanos precisariam ter cuidado para evitar a inalação de qualquer outro gás da atmosfera, que poderia ser tóxico.