就大部分实用的目的，月球都被认为是被真空环绕着。很严肃的与邻近存在的原子和分子比较 (相较于行星际介质)，相较于围绕在地球和太阳系内其它的行星的大气层，在科学目标的大气层，月球的大气层是可以忽略不计的－远低于地球海平面大气层密度的百兆分之一。

月球大气的一个来源是释气：来自地壳和地幔中的氡和氦的放射性衰变所释放出的气体。另一个重要来源是撞击到月球表面的微陨石、太阳风和阳光，进行已知的溅射过程。溅射释放出的气体不是被月球的重力吸引重新回到风化层；就是因为辐射压而失落至太空中，或如果气体是被电离的，就会被太阳风的磁场扫掠进太空。

钠和钾元素曾经被地基光谱学的方法检测到，而氡-222和钋-210的同位素曾经从月球探勘者α粒子光谱仪观测的资料中被检测到。氩-40、氦-4、氧和/或CH₄、氮气 (N₂)和/或CO、和CO₂都曾经被阿波罗太空人安置在月球表面的探测器检测到。

已知月球大气层的原子在白天的每立方厘米平均元素丰度如下：

这样每立方厘米的原子总数大约是80,000个，略高于存在于水星大气层中的数量，虽然这远超过太阳风每立方厘米只有几颗质子的密度，但与地球的大气层比较仍几乎是真空的。

事实上，月球经常被认为是没有大气层的，因为不能测量出它吸收辐射的参量，没有出现分层与自身的循环，需要不断的再补充在太空中的高流失率 (太阳风和出气不是地球或任何已知稳定大气层的主要成分)。

月球可能也有稀薄的静电悬浮的尘埃，更多和更详细的资讯，请参阅月球尘埃。