อย่างที่เราคาดไว้ดินบนดวงจันทร์ (หรือ regolith) แห้งสนิทและไม่มีอากาศ ก่อนที่นักบินอวกาศและยานสำรวจจะไปถึงดวงจันทร์นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าส่วนของพื้นผิวนั้นอาจถูกปกคลุมด้วยชั้นฝุ่นที่ลึกถึงหนึ่งไมล์ แต่สิ่งนี้พบว่าเป็นเท็จ ดินบนดวงจันทร์นั้นลึกเพียงไม่กี่นิ้ว มันถูกปกคลุมด้วยชั้นฝุ่นที่ละเอียดมากซึ่งมีประจุไฟฟ้า ฝุ่นนี้เข้าสู่ทุกสิ่งและอาจระคายเคืองต่อผิวหนังของมนุษย์ได้อย่างมาก
องค์ประกอบของดินดวงจันทร์นั้นส่วนใหญ่เป็นออกซิเจนเช่นเดียวกับเปลือกโลก เช่นเดียวกับเปลือกโลกสารที่พบมากที่สุดคือซิลิคอนไดออกไซด์หรือที่รู้จักกันในชื่อซิลิกาส่วนประกอบหลักของทรายแก้วและคอนกรีต จำแนกตามองค์ประกอบประมาณ 43% ของดินดวงจันทร์เป็นออกซิเจนซิลิคอน 21% เหล็ก 13% แคลเซียม 8% อลูมิเนียม 6% แมกนีเซียม 5% และองค์ประกอบอื่น ๆ 4% สารประกอบอื่น ๆ ที่พบในดินบนดวงจันทร์ ได้แก่ ไทเทเนียมไดออกไซด์อลูมิเนียมออกไซด์ (อลูมินาซึ่งเป็นสารสีเทาที่ให้สีของดวงจันทร์ได้มาก) เหล็กออกไซด์ (สนิม) แมกนีเซียมออกไซด์และแคลเซียมออกไซด์ (ปูนขาว)
องค์ประกอบของดินบนดวงจันทร์มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับว่ามีใครกำลังพิจารณาที่ราบสูงทางจันทรคติ (ซึ่งดูจางลง) หรือมาเรีย (จันทรคติ ที่ราบสูงดวงจันทร์ส่วนใหญ่เป็นหิน anorthositic ซึ่งโดดเด่นด้วยการผสมผสานของ plagioclase feldspar 90% (ชั้นของแร่ซิลิเกต) กับส่วนประกอบโลหะ 10% เช่นเหล็กหรือแมกนีเซียม ส่วนประกอบเฟลด์สปาร์ประกอบด้วยแคลเซียมอลูมิเนียมซิลิคอนและออกซิเจน หินเหล่านี้สะท้อนแสงและสร้างแสงจันทร์เมื่อพวกมันสะท้อนแสงของดวงอาทิตย์กลับสู่โลกกลางคืน
มาเรียดวงจันทร์ซึ่งเป็นส่วนที่มืดกว่าของดวงจันทร์ทำจากแร่ธาตุทุรกันดารจากการระเบิดของภูเขาไฟโบราณที่เกิดขึ้นระหว่าง 3.5 และ 3 พันล้านปีก่อน แร่ธาตุเหล่านี้ไหลลงสู่แอ่งใกล้ (ด้านไกลสุดของดวงจันทร์แทบจะไม่มีมาเรีย) และทำให้เย็นลง เมื่อเปรียบเทียบกับฐานหินภาคพื้นดินพวกเขามีความหนืดสูงกว่าและมีปริมาณเหล็กมากขึ้น โดยทั่วไปแล้วหินบะซอลต์ค่อนข้างอุดมไปด้วยแมกนีเซียมและแคลเซียมออกไซด์และมีซิลิคอนไดออกไซด์ในระดับต่ำ
โดยรวมแล้วหินดวงจันทร์ประมาณ 900 ปอนด์ (400 กิโลกรัม) ถูกนำกลับมาจากดวงจันทร์เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ประมาณหนึ่งปอนด์จากภารกิจโซเวียตลูน่าประมาณ 100 ปอนด์จากดาวเคราะห์น้อยที่พุ่งขึ้นจากพื้นผิวของดวงจันทร์ซึ่ง ตกอยู่ในทวีปแอนตาร์กติกาหรือทะเลทรายที่พวกเขาสามารถกู้คืนและส่วนที่เหลือของมันจากภารกิจ Apollo ในยุค 60 และ 70
