Come ci si potrebbe aspettare, il suolo lunare (o regolite) è completamente secco e senza aria. Prima che gli astronauti e le sonde visitassero la Luna, alcuni scienziati pensavano che parti della superficie potessero essere ricoperte da un sottile strato di polvere fino a un miglio di profondità, ma è stato riscontrato che questo è falso. Il suolo lunare è profondo solo un paio di centimetri. È ricoperto da uno strato di polvere estremamente sottile che viene caricato elettricamente. Questa polvere entra in tutto e può essere altamente irritante per la pelle umana.
La composizione del suolo lunare è principalmente ossigeno, proprio come la crosta terrestre. Inoltre, come la crosta terrestre, la sostanza più comune è il biossido di silicio, noto anche come silice, il componente principale di sabbia, vetro e cemento. Suddiviso per elemento, circa il 43% del suolo lunare è costituito da ossigeno, 21% di silicio, 13% di ferro, 8% di calcio, 6% di alluminio, 5% di magnesio e 4% di altri elementi. Altri composti trovati nel suolo lunare includono biossido di titanio, ossido di alluminio (allumina, una sostanza grigia che conferisce alla Luna gran parte del suo colore), ossido di ferro (ruggine), ossido di magnesio e ossido di calcio (calce).
La composizione del suolo lunare varia notevolmente a seconda che si considerino gli altopiani lunari (che appaiono più chiari) o le maria (i “mari” lunari), che sono scuri. Gli altopiani lunari sono principalmente roccia anortositica, che è caratterizzata da una miscela di feldspato plagioclasio 90% (una classe di minerali silicati) con un componente metallico 10% come ferro o magnesio. Il componente feldspato è costituito da calcio, alluminio, silicio e ossigeno. Queste rocce sono riflettenti e creano la luce della luna quando riflettono la luce del Sole sulla Terra notturna.
Il maria lunare, la parte più scura della Luna, è costituito da minerali basaltici provenienti da antiche eruzioni vulcaniche avvenute tra 3.5 e 3 miliardi di anni fa. Questi minerali sono confluiti nei bacini vicini (il lato opposto della Luna ha a malapena qualsiasi maria) e si sono raffreddati. Rispetto ai basalti terrestri hanno una maggiore viscosità e un maggior contenuto di ferro. In generale, i basalti sono relativamente ricchi di magnesio e ossidi di calcio e hanno livelli inferiori di biossido di silicio.
In totale, circa 900 libbre (400 kg) di roccia lunare sono state riportate dalla Luna per essere analizzate dagli scienziati, circa una libbra dalle missioni lunari sovietiche, circa 100 libbre dagli asteroidi sollevati dalla superficie della Luna che caddero in Antartide o nei deserti terrestri dove potevano essere recuperati, e il resto dalle missioni Apollo negli anni ’60 e ’70.