自古以来，彗星和陨星不断地撞击月球。这些物体中的大部分都含有水分。来自阳光的能量将这些大部分的水分分解回组成它的元素，氢和氧。两者通常都会立即飞离月球。但是，有家提出假说，认为还有相当含量的水在月球之上，例如在表面或深藏在月壳里。美国克莱门汀任务显示，一些细小的水冰冰块（含水彗星撞击后的碎片）可能藏在永久无日照区域的月壳里未被融化。虽然这些冰块很小，但总水量却可能相当可观（约有１立方公里） 而有些水分子，亦可能在月面弹跳其间掉进陨石坑而藏于其中。由于月球自转轴相对于黄道面法线有1.5度的轻微倾斜，部分极区的陨石坑底部从来没有受阳光照射，处于永久的影子中。克莱门汀任务曾测量月球南极这些陨石坑([3])并绘制成地图([4]) 。科学家期望可在此类陨石坑中找到水冰，并开采及利用太阳能电力或核能来电解成氢和氧。月球上可用的水量大大影响了人类在月球上居住的成本，因为从地球运送水（或氢和氧）昂贵得不切实际。 由阿波罗号上的太空人在月球赤道附近收集的岩石并不含任何水分。月球勘探者号或其他近期研究（例如：史密森学会）均没有找到液态水、冰或水蒸汽的直接证据。然而，月球勘探者号的结果指出在永久无日照区有氢，并可能以水冰的形式存在。