月球沒有大氣層，不但沒有人類所需的氧氣，亦因此使月球表面溫差極大，日間溫度達約攝氏一百零七度，夜間卻驟降至平均為攝氏零下一百五十三度；亦因為缺乏大氣層的阻隔，月球暴露在過量輻射中，太陽風暴及宇宙射線風暴常常持續數日，足以嚴重損害人類身體。

另外，人類在月球的微重力下生活，會導致肌肉鬆弛及骨質變輕，必須改進鍛煉肌肉及加重骨骼壓力的設備。另外，月球的黑夜漫長，接近十五個地球日，阻礙了使用太陽能，窒礙穩定能源供應。其他人類生存所需在月球上亦不易滿足，開發充足水源、生產食物及處理排泄物和廢物等，均是人類必須解決的重大問題。