„Weltraumverwitterung“ bezieht sich auf die leichte Erosion, die auf ungeschützten Planeten, Monden und Asteroiden durch Sonnenwind, kosmische Strahlung, Mikrometeoriten und größere Meteore verursacht wird. Die Weltraumverwitterung beeinflusst die physikalischen und optischen Eigenschaften der Oberflächen planetarischer Körper, daher ist es wichtig, ihre Besonderheiten zu verstehen, um Fernerkundungsdaten zu interpretieren, wie z. B. Aufnahmen von Raumsonden von Monden des äußeren Sonnensystems.
Die erste Form der Weltraumverwitterung, die erkannt wurde, ist die Agglutination – winzige Materialstückchen, die von winzigen Mikrometeoriten verdampft und über die Oberfläche verstreut werden. Mit Agglutination bedecktes Material erscheint für das menschliche Auge aufgrund des Vorhandenseins von Eisen in der Nanophase schwarz. Agglutination ist beispielsweise in Mondböden üblich, wo sie 60 bis 70 % der reifen Mondböden ausmacht. Agglutination und Weltraumverwitterung sind mitverantwortlich für das dunkle Erscheinungsbild der Mondmaria. Da der durchschnittliche Mikrometeorit winzig klein ist (nur einige zehn Nanometer im Durchmesser), findet die Verwitterung auf winzigen Oberflächenebenen statt, und erst in den letzten Jahrzehnten hatten wir Mikroskope, die leistungsfähig genug waren, um die Besonderheiten seiner Struktur zu untersuchen.
Eine andere Form der Weltraumverwitterung, die teilweise auf dem Mond auftritt, wo sie untersucht wurde, hat mit dem Sonnenwind zu tun. Über Milliarden von Jahren hat der Sonnenwind, der auf die der Sonne zugewandte Oberfläche des Mondes auftrifft, leichte Elemente abgelagert, insbesondere Helium-3, das als Kernfusionsenergiequelle der zweiten Generation betrachtet wird. Helium-3 benötigt für die Fusion mehr Energie als Kernfusionsbrennstoffe der ersten Generation wie Deuterium, setzt aber auch mehr Energie frei. Nur 20 Tonnen Helium-3 könnten den Energiebedarf der USA decken, wenn es uns gelingt, einen Fusionsreaktor zu entwickeln, der mehr Energie aus Helium-3 gewinnen kann, als für die Fusion erforderlich ist.
Das durch Weltraumverwitterung verursachte Helium-3 auf dem Mond wird von der russischen und chinesischen Regierung als wirtschaftliche Ressource betrachtet. Die chinesische Regierung hat Helium-3 als Hauptgrund für den Versuch genannt, den Mond zu erreichen, und ein russisches Energieunternehmen hat das Ziel formuliert, bis 3 Helium-2020 auf dem Mond abzubauen.