从古至今，月球来自何方，如何形成，始终是个谜，存在着不少假说。
“共振潮汐分裂说”认为月球是从地球分裂出去的。该学说推测，在地球历史的早期，地球还处在熔融状态，自转得非常快，大约每4个小时就自转一周。地球赤道部分的熔融物质逐渐隆起，熔融物质最后终于脱离地球而被抛了出去，成为独立于地球之外的物质团。熔融物质团后来逐渐冷却并凝聚成为月球。有人甚至提出，月球从地球分裂出去时留在地球上的“伤疤”，就是今天的太平洋。
这确实是个很有趣的构思，十分引人入胜，可是它遇到了一些难以解释的问题：没有任何依据可以证明地球自转曾经达到过那么“疯狂”的地步。
如果月球真的是从地球分裂出去的话，它的化学成分及密度等都应当与地球的一致或相近，而事实上并非如此。比如说：月球球粒陨石中含有的难熔元素比地球更丰富，月球中的铝（Al）、铀（U）、钛（Ti）、钙（Ca）等元素的密度比地球高2倍；地球的平均密度为每立方厘米5.52克，而月球的平均密度却只有3.34克／立方厘米。
关于月球起源的另一种假说是“捕获说”。其基本观点是：月球原初的“身份”可能是环绕太阳运行的小行星，它和地球并不是在同一星云团物质中，由于地球、月球轨道的变化，在1～10个地球半径范围内，它偶然接近地球，地球的引力“迫使”它与原来的轨道脱离并将它俘获，最终成为自己的卫星。有人还提出这样的概念：这次俘获宇宙事件，大约发生在离现在35亿年之前，俘获事件不是在短时期内就完成的，其全过程经历了5亿年左右。
但是，“捕获说”在某些问题上也难以自圆其说。科学家们指出：一个天体俘获另外一个天体的可能性是有的，但应当是一个极大的天体俘获一个很小的天体。地球的质量为月球的81倍，若想俘获月球那么大的一个天体，那是远远不够的。地球是不可能把月球那么大的一颗行星俘获来作为自己的卫星的，最多也只是改变一下行星的轨道罢了。
“双星同源说”认为月球和地球是从同一块原始星云演变而形成的。这是关于月球起源的另一种假说。
主张“双星同源说”的人指出：形成月球和地球的物质是在同一个星云中，但两者形成的时间不一样，地球在先，月球在后。当原始太阳星云演化和发展到一定阶段时，因为尘埃云里面的金属粒子等物质已开始凝集或部分地集中，所以在地球和其他行星形成时，很自然地吸积了较大数量的铁和其他金属成分，并以此为其核心的主要物质。但月球的情况则与地球不同，那时，原始太阳星云中的金属成分已减少很多，月球只能吸纳残余在地球周围的少量金属物质，因而它主要是由非金属物质凝聚而成。在此种情况下，月球物质密度还不到地球的2／3，那是理所当然的。
“同源说”与前两种假说一样，都能在一定程度上或多或少地解释月球的成分、密度、结构、轨道等基本事实，但也有人认为月球比地球年长，这该如何解释物质密度的问题呢？
以上三种假说，虽然对月球的化学成分、结构、运行轨道和地月关系等基本特征的解释均有不同程度的依据，但在地月物质成分与自转速度的差异、氧及其他同位素组成的相似性等方面，仍存在许多难以自圆其说的地方。
月球的种种奇特属性，怪异的天文参数、空心、坚硬的外壳、月海金属、古老的岩山，等等，以及后来“阿波罗”载人登月获得的各种资料，使各类假说初听起来就像天方夜谭。但是，科学和认识是没有终点的，宇宙也是神秘莫测的，不能因我们眼光的狭窄和认识上的肤浅与无知，就将科学真理视为迷信或邪说。地心说和日心说的演进不是最有力的证据吗？月球，确实是一个奇异的世界，它上面的UFO现象，神秘的表现，确实给科学家们出了一道难题。这令人想起著名作家维克多·雨果曾用这样的语言描绘月球——“月球是梦的摇篮，幻想的国度。”
最近日本的天文学家用电脑模拟月球诞生的过程，提出了一种新假说：一个大小与火星相等的天体曾经和地球相撞。它的核心部分的物质大部分掉落到地球上，而其他物质则飞散在太空中，慢慢地它们冷却变成岩石，形成了像土星环那样的圆环，围绕地球旋转。在离地球比较近的地方，由于受地球引力的影响，石块越来越破碎，使得圆环的密度越来越大，逐渐出现了旋涡。石块在旋涡的旋转震荡下逐渐向远离地球的方向移动，在距地球约2万千米处，岩石由于相碰撞而聚合，渐渐形成了“月球胚胎”，之后越来越多的小石块加入了这个聚合体。大碰撞一个多月，月球的90％已经形成了，一年后，一个直径约3500千米的新天体诞生了，这就是月球。
现在，更有人提出了稀奇古怪的说法。有人说月球极有可能是受外星人操纵而来到地球身边的某个外星人造天体。凭借宇宙信息，有人更确切地提出，月球是外星人改造过的天体，是外星人的航空基地。在100万年前来到地球附近，运行在地球身边，利用它来控制地球轨道稳定运行，不至于偏向金星的轨道。如果不这样，地球可能变轨进入金星轨道，于是会给地球人类带来灾难。许多年来，外星人操纵着月球，连续调整着地球运行轨道，他们运用的全是超现代的高科技手段。这种假说听起来神奇怪异，但近年来的地球气候变暖和宇航登月飞行的许多试验证明，这种假说又似乎合情合理。但要彻底证明这种假说，还有好多问题。
1984年，探索月球的科学家们因为碰撞理论进行了他们严肃的学术讨论，他们的看法已逐渐趋于统一。他们认为大约45亿年前，有颗巨大的星体，也许有火星那样大，在一次宇宙大碰撞中猛烈地撞击了地球。两个天体的外壳都很脆，撞击时破裂了。在地核中留下了大部分躯体。来自两个天体地幔中硅的岩石挥发掉了，残片形成了一团环绕地球运转的气。气体冷却后，颗粒冷却凝结成了一个薄薄的光环。通过连续碰撞，粒子开始聚合变大，经过几千万年之后，就形成了今天的月亮。
为给月球起源找到合理的依据，美国发射了“月球勘探者号”探测船。探测船测量的月球的核心半径不仅非常小，而且只占月球质量的2％左右，这与核半径巨大、占地球全部质量35％的地球核心相比，相距甚远。因此，地球与月球不可能是一个天体分成的孪生兄弟。至于说月球是不是被地球甩出去的，模拟实验也证明，地球必须达到每2小时转一圈的自转速度才能甩出一部分物质。可是45亿年前地球诞生时，自转速度也只有每5小时转一圈，以后更是越来越慢，因此“甩出说”也是不可能的。
模拟实验支持了天体碰撞说，但并不是说所有问题都解决了。关于月球的内部构造，疑点还很多。因此，探索月球奥秘的工作远没有结束。