Kraterler
Ay yüzeyinin en belirgin özelliklerinden biri, sayısız kraterdir. Bu derin çukurlar, çok uzun yıllar boyunca meteor adı verilen gök cisimlerinin Ay'a çarpması sonucu oluşmuştur. Ay'ın atmosferi yok denecek kadar ince olduğu için, Dünya'daki gibi meteorları parçalayacak bir koruma katmanı bulunmaz. Bu nedenle meteorlar doğrudan yüzeye çarparak bu çukurları açar.
Ay Denizleri (Maria)
Ay'ın yüzeyinde koyu renkli, nispeten düz ve geniş alanlar bulunur. Bunlara 'deniz' (mare, çoğulu maria) adı verilir, ancak gerçekte su içermezler. Bu bölgeler, eski volkanik patlamalar sırasında Ay'ın içinden çıkan lavların yüzeye yayılarak soğumasıyla oluşmuş bazaltik kayalardan meydana gelir. Bu volkanik kayalar, genellikle piroksen açısından zengin ve silis açısından fakirdir.
Ay Yaylaları (Highlands)
Ay'ın daha açık renkli ve engebeli bölgeleri ise 'yaylalar' veya 'yüksek bölgeler' olarak adlandırılır. Bu alanlar, Ay'ın en eski ve en yoğun kraterli kısımlarını oluşturur. Yaylalardaki kayalar genellikle plajiyoklaz feldispat açısından zengindir ve alüminyum ile silis bakımından zengin bir bileşime sahiptir.
Regolit Tabakası
Ay'ın tüm yüzeyi, regolit adı verilen gevşek bir toz, toprak ve kırık kaya tabakasıyla kaplıdır. Regolit, meteoritlerin Ay'a çarpması sonucu yüzeydeki kayaların farklı boyutlarda parçalanmasıyla oluşmuştur. Bu tabaka, Ay üzerinde oldukça ince bir haldedir ve altında daha kalın olan megaregolit tabakası bulunur. Regolit, cam parçacıkları, mineral fragmanları ve çarpışmalar sırasında oluşan camsı parçacıkları içerir. Ay tozunun çok ince ve keskin yapısı, astronotların ekipmanlarına zarar verebilecek kadar aşındırıcıdır.
Atmosfer ve Yüzey Koşulları
Ay'ın atmosferi yok denecek kadar azdır. Bu durum, rüzgar, yağış gibi hava olaylarının görülmemesine neden olur. Atmosferin olmaması, ısıyı tutacak bir tabakanın da bulunmadığı anlamına gelir, bu da gündüzleri çok sıcak, geceleri ise çok soğuk olmasına yol açar. Ayrıca, atmosferin yokluğu nedeniyle astronotların Ay'da bıraktıkları ayak izleri uzun süre bozulmadan kalır.
İç Yapı
Ay, dıştan içe doğru kabuk, manto ve çekirdek olmak üzere katmanlı bir yapıya sahiptir. En dış katman olan kabuk, çarpışmalar sonucu oluşan kraterler ve çukurlarla kaplıdır. Manto, demir ve silikondan oluşurken, en iç katman olan çekirdek demir ve nikelden meydana gelir.