月球背面是月球永远背对地球的那一面。月球背面的第一张影像由前苏联的月球3号太空船在1959年拍摄，而人类直到1968年的阿波罗8号任务环绕月球时，才直接用眼睛看见月球背面。月球背面的地形主要为一大堆起伏不平的撞击坑，如太阳系第二大的撞击坑，南极的南极-艾特肯盆地，而平坦的月海则相对较少。在月球背面，来自地球的电波干扰会被遮蔽，因而有学者建议在月球背面安置一架大功率电波望远镜。

在地-月系统长期的演化过程中，地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓，最终导致月球被地球潮汐锁定，此后月球总是以同一面朝向着地球。从地球上始终不能完全看见月球的另一面（背面仅有18%可因天秤动和视差而被观测），因此被称为月球背面。月球背面和月球暗面是不同的概念，后者是指在某一个时间点上阳光照不到的月球半球，这两者只有在满月时是相同的，但是，一般世俗所谓的“黑暗的月球”通常是指月球背面。不考虑地球对月球的遮挡时，月球正面和背面接收到的太阳光量几乎是相等的，考虑日食等因素时，月球背面直接获得的阳光比月球正面还要多一些。但是，因为地球也会将阳光反射至月球，因此月球正面的总亮度会比背面略高。

两个半球的特征有着显著的不同，正面有许多巨大的月海（这是早期的天文学家在认知上的错误，以为这些平原有水，才称之为海）；另一边受到撞击，有着密集的陨石坑，只有少量，大约2.5%的面积被海覆盖着，相较之下，正面的海覆盖的面积高达31.2%。这种差异最有可能的解释是热量的生成集中在正面的半球上，如已被证实的来自月球勘探者的γ射线光谱地质化学图。而其他的因素，如表面的隆起和地壳的厚度，也会影响到其中的玄武岩爆发，但是这些都不能解释为何南极-艾托肯盆地（有着月球上最低高度的和薄的地壳）没有像正面的风暴洋一样剧烈的火山活动。

冯·卡门撞击坑

2019年1月3日，人类首个在月球背面软着陆的探测器嫦娥四号稳稳降落在月球南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑。嫦娥四号着陆区相当于嫦娥三号着陆区的八分之一，且落区周围有海拔最高9000米高的山峰。不同于嫦娥三号在月球正面的着陆区，嫦娥四号在月球背面着陆区地形起伏达到6000米，可谓跌宕起伏、险象环生。

冯·卡门撞击坑对于中国而言还有另一层非凡的意义：它是以20世纪匈牙利裔美国航天工程学家冯·卡门命名的，他被誉为“航空航天时代的科学奇才”。

嫦娥四号落月

2004年1月，中国月球探测工程全面启动。

2015年，嫦娥四号正式决定到月球背面着陆。

2019年1月3日10时15分，嫦娥四号迎来制动时刻，7500牛发动机开机，动力下降开始；10时21分，降落相机开机，开始抓拍落月全过程；10时25分，嫦娥四号转入悬停模式，随后不一会儿便转入避障模式。10时26分24秒，经历了近700秒的落月过程。

嫦娥六号

2024年，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭成功发射，顺利进入地月转移轨道。按照计划，嫦娥六号探测器飞往38万公里外的月球，着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地区域，采集月壤并将其送回地球。

2024年6月4日，国家航天局发布嫦娥六号着陆器着陆月球背面拍摄的系列影像图，包括落月过程中降落相机拍摄的着陆区域附近影像、全景相机拍摄的着陆点影像。相关影像数据经鹊桥二号中继卫星传回，影像图由地面应用系统处理获得。

嫦娥六号着陆器全景相机拍摄的影像图由全景相机在嫦娥六号表取采样前，对着陆点北侧月面拍摄的彩色图像镶嵌制作而成。图像上方是着陆点北部查菲环形山，图像的下方是着陆腿和着陆时冲击挤压隆起的月壤。

图1由降落相机刚开机时拍摄，图像显示拍摄的月背区域中下部和右部分布有多个十多公里直径的环形坑，拍摄的月背区域上部中间为暗色的玄武岩分布区。

图2由降落相机在降落过程中拍摄，图像显示拍摄的月背区域分布有大量亮色环形坑。

图3由降落相机在着陆器安全着陆后拍摄，图像显示着陆器底部相对平坦，分布有少量亮色石块。

2024年6月，嫦娥六号携带月壤返回地球。9月，珍贵的月背“土特产”完成解封，并被分装到10个玻璃器皿中。据了解，相比嫦娥五号样品，嫦娥六号月背样品颜色略浅、密度更小、颗粒来源也更为复杂。嫦娥六号的月壤样品里面，有很多白色物质，包括月壤里面的长石矿物，明显比嫦娥五号多，另外玻璃碎片也多得多，整体看上去比嫦娥五号的样品要浅。

科学家们认为，月球南极-艾特肯盆地是研究月球深部物质组成的重要窗口，对该盆地进行探测，有助于研究月壳和月幔的组成、月球的地质特征、月球的起源和演化，解释月球上的磁异常现象。

月球车在月背行走时，还可以获取集地形地貌、物质成分、浅层结构于一体的综合地质剖面，这个剖面一旦建立起来，将是国际首次创立。

同时，到月球背面开展低频射电天文观测是天文学家们梦寐以求的事情，可以填补射电天文领域在低频观测段的空白。这样的天文观测是研究太阳、行星及太阳系外天体的重要手段，也将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。

在没有太空探测器的年代，月球背面一直是神秘的未知世界。由于潮汐锁定，月球绕地球公转与自转的周期相同，因而地球上看到的月亮“景色”总是一样的。直到大约60年前，前苏联的月球3号探测器传回了第一张月球背面的影像。大约50年前，美国阿波罗8号的3位宇航员在环月飞行时，成为最先亲眼看见月球背面的人类。

越来越多去往月球的探测器让人们发现，原来月球背面和正面如此不同：正面相对平坦，而背面崎岖不平、遍布坑坑洼洼的撞击坑。无论是物质成分、形貌构造还是岩石年龄，正面和背面都有很大差异。比如，从成分上看，月球正面约60%都被月海玄武岩覆盖，而背面几乎都是高地斜长岩。月球上有22个月海，19个分布在正面，只有3个很小的月海在背面。此外，月球背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有约60公里。

1959年10月4日，苏联成功发射了月球3号探测器，这颗月球探测器飞到了月球背面，在距离月球60千米～70千米的高空，成功地拍摄了月球背面首幅传真照片，然后飞向地球，在接近地球时又用电波将月背传真照片发送回地面接收站，至此，人类第一次目睹了月球背面的真实面目。

1959年10月18日，苏联政府宣布了月球3号探测活动的最新结果——月球3号从月球背面上空飞过，随后公布了拍摄的月球背面照片。

从月球3号飞船发回的照片看，月球背面多为月陆高地，而月海平原和环形山较少。在北半球发现的月海，被苏联命名为莫斯科海，这是一个直径大约为300千米的圆形月海；而在北半球发现的一些环形山被取名为乔尔德环形山、布鲁诺环形山、罗蒙诺索夫环形山；居里环形山等，南半球的环形山，就取名为焦耳环形山、维尔努环形山和齐奥尔科夫斯基环形山等。

1965年7月，苏联发射的月球8号探测器拍摄了月球背面更详细的照片，又对许多环形山给予新的名称，其中包括以美国天文学家洛韦耳和日本天文学家平山清次的名字命名的环形山。

美国从1966年8月开始，先后发射了5颗月球轨道器。这种月球探测器是环绕月球飞行的人造月球卫星。它长期绕月球运行，不断地发回月球正面和背面的传真照片，美国据此于1967年8月编制和出版了详细的月球背面地图。在这期间，又增加了许多新的地名。

1959年10月，苏联的月球3号获得的第一张月球背面的照片，使我们对月球背面的情况有了一个初步的了解。其后的月球探测活动，使人类对月球背面的情况进行了大量的研究，揭开了这个亘古之谜。

2019年新年伊始，中国探月工程实现开门红——1月3日10时26分，经过约38万公里、26天的漫长飞行后，中国嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面，实现人类探测器首次月背软着陆。

2020年2月26日，一项发表在美国《科学进展》杂志上的新研究说，中国“玉兔二号”月球车搭载的测月雷达首次揭示了月球背面着陆区域地下40米深度内的地质分层结构，发现这层结构主要由掺杂着不同大小石块的多孔颗粒物质组成。

科学家认为，月球背面更为古老，对研究月球和太阳系的早期历史具有重要价值。地球上经历了多次沧海桑田，早已将自己的过往隐藏，对月球背面的探测或许能让人类更好地认识自己的家园。

意义之一：探究月球背面的岩石结构

月球背面的岩石更加古老。如果我们能获取更古老的岩石类型等物质成分信息，对我们了解月球的化学成分演化过程会有很大的帮助。同时，通过对月球背面进行勘测，人类可以获取集地形地貌、物质成分、浅层结构于一体的综合地质剖面，这个剖面一旦建立起来，对揭示着陆区域地质演化历史、演化细节有重大贡献。

意义之二：探究月表的环境

月球背面月面中子与辐射剂量、中性原子等月表环境与月球正面存在差异，宇宙辐射、太阳风与月面物质相互作用也不尽相同。月球背面月表环境探测将为人类重返月球以及月球探测器设计等提供重要帮助。

意义之三：天文观测

天文学家一直希望找到一片完全宁静的地区，监听来自宇宙深处的微弱电磁信号。在地球上，人们日常生产生活的电磁环境会对这样的观测产生严重干扰。而月球背面是一片难得的宁静之地，因为月球自身屏蔽了来自地球的各种无线电干扰信号。到月球背面开展低频射电天文观测是天文学家梦寐以求的，可以填补射电天文领域上在低频观测段的空白。这样的天文观测是研究太阳、行星及太阳系外天体的重要手段，也将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料。科学家或将窥见大爆炸后宇宙如何摆脱黑暗，点亮第一代恒星从而迎来“黎明时代”的信息。