Le cycle jour/nuit à la surface de la Lune a une durée d'environ 28 jours terrestres.

  Le Soleil, visible en un point donné pendant environ 14 jours, se déplace très lentement, de façon presque imperceptible, sur la voûte céleste. A son lever, ses rayons restent rasants pendant de longues heures, éclairant en premier lieu les sommets, puis atteignant petit à petit les plaines... En un instant, un lieu passe de l'obscurité à la lumière, puisqu'il n'y a pas d'atmosphère pour diffuser la lumière solaire. Cette transition s'accompagne d'une hausse importante de température, qui peut ainsi passer de quelques -170°C à +120°C.

  Aux pôles, l' « Astre du Jour » reste pratiquement en permanence au ras de l'horizon, et certaines vallées encaissées ne reçoivent jamais de lumière (environ 2% de la surface totale). Le froid le plus vif règne dans ces zones, et les températures y atteignent parfois -250°C (à peine quelques degrés au dessus du zéro absolu !).

  C'est dans une telle région, au pôle sud, que le satellite d'observation Clémentine a pour la première fois détecté de la glace, vraisemblablement d'origine météoritique.

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