根据天然和人工月球地震提供的数据，月球和地球一样，可以分为月壳、月幔和月核。外壳厚约60-65公里，顶部1000-2000米主要是月球土壤和岩石碎片。
壳下到1000公里是月幕，有人把月幕下部限定在1388公里的深度。月球地幔部分占月球体积的一半以上，主要由与地球上相当的基性岩和超基性岩组成。材料密度一般在每立方厘米3.5克以上，下层可能略低于5%。从月球地幔下面到1740公里深处的月球中心是月核，主要由铁、镍、硫等组成。月球内核的温度大致在1000-1600℃之间。
2019年1月3日，嫦娥四号探测器在月球背面预选着陆区——冯卡门坑着陆。当日，玉兔二号巡视器与着陆器分离，其上携带的红外成像光谱仪成功获取着陆区两个探测点的高质量光谱数据。
由中国科学院国家天文台和中国科学院上海技术物理研究所组成的研究团队通过对光谱数据的分析，发现嫦娥四号着陆区月壤的吸收特征与月球正面玄武质月壤明显不同，呈现低钙辉石的光谱特征，并提示存在大量橄榄石。进一步分析证实，嫦娥四号着陆区月壤中橄榄石的相对含量最高，其次是低钙辉石，只有少量高钙辉石。这种矿物组合可能代表了月球地幔深处的物质。
嫦娥四号探测器基于探测数据的研究成果，成功揭示了月球背面的物质组成，证实了月球地幔富含橄榄石这一推断的正确性，加深了人类对月球形成和演化的认识。
