月球背面与正面存在很大差异。月球背面，高地和环形山多，地势地伏悬殊，月海比正面少得多，只有莫斯科海，智海和东海，而东海的一部分还留在月球正面的边缘上。月球背面有许多巨大的，很具特征的同心圆结构，最典型的是东海，直径约900千米。它们是怎样形成的，形成的年代在什么时候，具有哪些地质特性等等，目前仍无定论。月球的平均半径是1738千米。最长半径多出4000米，最短半径短了5000米。令人惊讶的是，月球最长和最短半径都在背面，最短半径在南纬30度附近的范德格拉夫洼地，那里的磁场等与周围地区有所不同。
背面的月壳一般都比正面厚，正面月壳厚约60千米，而背面最厚处达150千米。正面发现了不少质量瘤，它显示月面的重力分布有明显异常的地方。据认为在这部分月面下不太深处存在着一定量的高密度物质。迄今为止月球背面还没有发现质量瘤。月球的背面与正面为什么有那么多区别，至今还没有今人信服的解释。
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