1月球起源之谜
对于月球的起源，科学家提出3种理论，它们全都有缺陷，但是"阿波罗"计划却有助于证明，其中看来可能性最小的理论是最佳理论。有些科学家认为，月球是和地球一起，于46亿年以前，从一团宇宙尘埃中生成的。另一种理论认为月球是地球的"孩子"，也许是从太平洋地区"抠"出去的。然而"阿波罗"登月探险的结果表明，地球和月球的结构成份差别很大，有一些科学家提出了另一种假说 ，即"俘获说"。他们认为，月亮是偶然闯入地球引力场，而被锁定在目前的轨道上。可是，要从理论上解释这一过程的机制，难度相当大。因此，上述3种理论全都难以站得住脚。正如罗宾·布列特博士所称："要解释月球不存在，要比解释月球存在更容易些。"
2月球年龄之谜
令人惊异的是，从月球带回的岩石标本，经分析发现其中99%的年龄要比地球上90%年龄最大的岩石更加年长。阿姆斯特朗在"寂静海"降落后拣起的第 一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45 亿岁——它几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大，地球上最古老的岩石是37亿年。1973年，世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石。更令人不解的是，这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据，有些科学家提出，月球在地球形成之前很久便已在星际空间形成了。
月球土壤的年岁比岩石年岁更大之谜。
月球古老的岩石已使科学家束手无策，然而，和这些岩石周围的土壤相比，岩石还算是年轻的。据分析，土壤的年龄至少比岩石大10亿年。科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。但是，测定了岩石和土壤的化学成份之后，科学家发现，这些土壤与岩石无关，似乎是从别处来的(月球上有很多陨石坑，有可能是陨石粉碎之后形成的土壤)。
当巨大物体袭击时，月球发声之谜。
在"阿波罗"探险过程中，废弃的火箭第三节推进器撞在月球表面 。据美国航空航天局的文件记载，“每一次这样的响声，听起来仿佛是一个大铃铛的声音。” 当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时，他们发现要在月球表面钻孔十分困难。土壤样品经分析后发现，其中含有大量地球上稀有的金属钛(被用于超音速喷气机和宇宙飞船上);另一些硬金属，如锆、铱、铍的含量也很丰富 。科学家觉得迷惑不解，因为这些金属只有在很高的温度——约华氏4500度下，才会和周围的岩石融为一体。
3不锈铁之谜
月面岩石样其中还含有纯铁颗粒，科学家认为它们不是来自陨星。苏联和美国的科学家还发现了一个更加奇怪的现象：这些纯铁颗粒在地球上放了7年还不生锈。在科学世界里，不生锈的纯铁是闻所未闻的。
4月球放射性之谜
月亮中厚度为8英里的表层具有放射性，这也是一个惊人的现象。当"阿波罗 15"的宇航员们使用温度计时，他们发现读数高得出奇，这表明，亚平宁平原附近的热流的确温度很高。一位科学家惊呼：“上帝啊，这片土地马上就要熔化了!月球的核心一定更热。” 然而，令人不解的是，月心温度并不高。这些热量是从月球表面大量放射性物质发出的，可是这些放射性物质(铀、铊和钚)是从哪里来的?假如它们来自月心，那么它们怎么会来到月球表面?
5干燥的月球上的大量水气之谜
最初几次月球探险表明，月球是个干燥的天体。一位科学家曾断言，它比“戈壁大沙漠干燥100万倍。” “阿波罗”计划的最初几次都未在月球表面发现任何水的踪迹。可是"阿波罗15"的科学家却探测到月球表面有一处面积达100平方英里的水气团。科学家们争辩说，这是美国宇航员废弃在月亮上的两个小水箱漏水造成的。可是这么小的水箱怎能产生这样一大片水气?当然这也不会是宇航员的尿液——它直接喷射到月球的天空中。看来这些水气来自月球内部。
6月球表面呈玻璃状之谜
"阿波罗"的宇航员们发现，月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状的物质， 这表明，月球表面似乎被炽热的火球烧灼过。正如一位科学家所指出的：“月亮上铺着玻璃。” 专家的分析证明，这层玻璃状物质并不是巨大的陨星的撞击产生的，有些科学家相信，这是太阳的爆炸——某种微型新星状态——产生的后果。
7月亮的磁场之谜
早先探测和研究表明月球几乎没有磁场，可是对月球岩石的分析却证明它有过强大的磁场。这一现象令科学家大惑不解，保罗·加斯特博士宣称：“这里的岩石具有非常奇特的磁性……完全出乎我们意料。” 如果月球曾经有过磁场，那么它就应该有个铁质的核心，可是可靠的证据显示，月球不可能有这样一个核心;而且月亮也不可能从别的天体(诸如地球)获得磁场，因为假如真是那样的话，它就必须离地球很近，这时它会被地球引力撕得粉碎。
月球内部神秘的“物质聚集点”之谜
1968年，围绕月球飞行的探测器首次显示，月球的表层下存在着"物质聚集结构"。当宇宙飞船飞越这些结构上空时，由于它们的巨大引力，飞船的飞行会稍稍低于规定的轨道，而当飞船离开这些结构上空时，它又会稍稍加速，这清楚地表明这物质聚集结构的存在，以及它巨大的质量。科学家们认为，这些结构就像一只牛眼，由重元素构成，隐藏在月球表面"海"的下面。正如一位科学家所称：“看来谁也不知道该如何来对付它们。”