在整个阿波罗任务中，许多科学仪器被建置在月球表面 。能长期工作的仪器站，包括热流量探测器、地震仪、磁强计，它们是阿波罗12号、14、15、16和17设置的 。它们将资料直接传送回地球，直到1977年才因为预算的原因而停止，但是工作站的月球雷射测距回向反射器阵列是被动式的仪器，它们仍在使用中 。从地球例行测量的测站到月球基地的距离精确范围在几公分之内，并且从这些资料可以对月球核心的大小有所理解 。
阿波罗16号登月
目前的时代: 1990-现在
阿波罗计划之后 ， 更多的国家已经直接参与月球的探测 。在1990年，日本将太空船Hiten送到月球 ， 成为第三个拥有环绕月球轨道卫星的国家 。这艘太空船在月球轨道上释放了一个小探测器Hagoromo,但是发射失败，妨碍了进一步的科学应用任务 。
在1994年，美国国防部和NASA联合发射了克莱芒蒂娜至月球轨道 。这个任务首度获得几乎整个月球的全球地形图，和第一份月球表面全球的多光谱影像 。此后在1998年又派遣了月球探勘者任务，仪器显示在月球的极区有过量的氢，这可能是存在于永久阴暗的环形山内部风化层表层数公尺处的水冰 。
欧洲太空船智能1号 ， 第二艘使用离子推进的太空船，从2004年11月15日进入月球轨道直到2006年9月3日 ， 并且第一次对月球表面的化学元素做了详细的调查 。
中国的中国探月工程也发射了第一艘进入月球轨道的太空船，嫦娥一号 ， 从2007年11月5日直到2009年3月1日撞击月球 。在6个月的任务期间，获得月球表面完整的影像图 。嫦娥二号于2010年10月1日发射升空，最主要任务是为嫦娥三号预定着陆的虹湾拍照，而其分辨解析力为约1米 。嫦娥三号携带月球车于2013年12月2日发射升空，并于12月14日着陆月球表面 。2018年12月8日嫦娥四号着陆器、玉兔二号探测车由长征三号乙改进II型运载火箭发射升空 ， 2019年1月3日成功在预选的着陆区月球背面南极-艾特肯盆地(South Pole-Aitken, SPA) 内的冯，卡门]撞击坑(VonKarman)着陆 。2020年1月2日嫦娥四号着陆器和「玉兔二号」月球车按地面指令完成月夜模式设置，顺利进入月夜休眠 。2020年11月24日嫦娥五号于海南文昌发射场发射升空，完成月球表面自动采样任务后，于12月17日凌晨1时59分在内蒙古四子王旗着陆场 。
在2007年10月4日至2009年6月10日之间 ， 日本宇宙航空研究开发机构的“月亮女神(Selene)”任务，携带了一架高明晰度电视摄影机 ， 和两个小的无线电发射卫星，获得许多月球地理的资料和从地球轨道之外高明晰的影片 。印度的第一次月球任务，月船1号 ， 从2008年11月8日起环绕月球，直到2009年8月27日，创建了月球表面高解析的化学、矿物学和照片地质地图，并确认月球土壤中存在着水分子 。印度太空研究组织计画在2013年发射月船2号，携带俄罗斯的月球漫游车 。印度也曾表示希望在2020年能够送人上月球 。月船2号最终于2019年7月22日发射成功 。然而着陆器于当年9月7日因硬着陆而撞毁 ， 轨道器仍然在轨道上继续执行科考任务 。
其他即将进行的月球探测任务包括俄罗斯的月球-团块一以它们的火星探测器福布斯-土壤的轨道器为基础的一种无人登陆器，架设地震仪，预计在2012年发射 。
在2007年9月13日宣布的Google月球X大奖，鼓励私人资助的月球探索计画，将提供2,000万美元给任何让机器人登上月球且合乎其他指定标准的人 。
美国发射的“月球勘测轨道飞行器”(LRO) 和“LCROSS" 撞击器于2009年6月18日进入轨道 ， 随后与轨道上的飞行器，在2009年10月9日一起在计画内与计画外广泛的观测LCROSS撞击Cabeus,完成他的使命 ， 之后，LRO仍然继续运作，以月球高度测量术获得高解析度的影像 。
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