A lua provavelmente já teve uma atmosfera tênue, conhecida como atmosfera lunar, no início de sua história, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, quando a lua se formou. Esta atmosfera inicial foi provavelmente gerada pela liberação de gases vulcânicos e impactos de cometas e asteróides. No entanto, devido ao pequeno tamanho da lua e à fraca gravidade, a atmosfera foi facilmente perdida com o tempo.

A atmosfera lunar é extremamente fina em comparação com a da Terra, com uma massa total estimada em menos de 100 toneladas. A pressão atmosférica na Lua é cerca de um trilionésimo (10^-12) da pressão atmosférica da Terra ao nível do mar.

A composição da atmosfera lunar também é diferente da da Terra. Consiste principalmente em hélio, argônio e néon, com vestígios de outros gases. Acredita-se que a maioria desses gases tenha sido implantada pelo vento solar, que é uma corrente de partículas carregadas emitidas pelo Sol.

Devido à sua fina atmosfera, a lua não possui padrões climáticos ou água líquida em sua superfície. A superfície da Lua é exposta diretamente à forte radiação do Sol e aos raios cósmicos, resultando em uma paisagem árida e desolada.