一直以来，月球上有没有水及其赋存方式等问题在学术界争论不休，最近的一些探测与研究结果明显支持了月球上存在水的观点。2008年，科学家在阿波罗宇航员登月采集的月球火山玻璃中检测到水。2009年11月，美国宇航局（NASA）宣布，与月球勘测轨道器（LRO）一同发射的月球坑观测和传感卫星（LCROSS）撞击月球获得重要成果，撞击过程的分析数据表明，月球上存在水。
2010年3月，科学家在含有磷灰石的月球岩石中检测到水。2010年3月1日，NASA宣布，由其负责研制、搭载在印度月船一号探测器上的一台微型雷达探测取得重要进展，获得了月球存在水冰的证据。
月球存在水冰的设想最早是由美国科学家肯尼思·沃森等在1961年提出的。他们认为，月球极地一些撞击坑底部可能处于太阳照射不到的永久阴影区，表层和次表层温度常年维持在40K左右。原始月球脱气作用产生的水以及彗星撞击月球携带至月表的水等来源的水，在这样的低温条件下逃逸进入太空的概率很小，很可能会以水冰的形式长期保存下来。他们推测月球两极撞击坑底部可能存在大量水冰。
在月球水冰设想提出后的30余年间，许多科学家进行了多方面的探索，但无论是早期的绕月探测器、不载人的着陆探测器以及阿波罗载人登月的实地考察，还是月球样品和月球陨石在实验室内的研究，都没有找到月球有水的确凿证据。因此大多数科学家认为，月球表面不存在任何形式的水，并提出四个方面的证据来支持他们的观点。
1994年1月25日，美国发射克莱门汀号月球探测器，该探测器上搭载了一台双基地雷达。
这台雷达的探测原理是从绕月卫星向月球表面发射电磁波信号，在地球上接收反射回来的电磁波，根据回波信号可以推断月球表面物质的相关信息。1994年4月，当克莱门汀号绕月第234圈，运行到月球南极上空200千米高度，并与月球、地面接收站在一条直线上时，雷达回波出现特殊散射效应，即雷达回波不呈现干燥月壤所应具有的特征，而呈现出挥发性冰的特征。
1998年1月7日美国发射了月球勘探者号探测器，其搭载的中子探测仪可以测量月球表面氢的含量。由于氢有可能是以水分子形式存在，所以氢信号的强弱可以间接反映水含量的多少。探测结果显示，在月球两极地区存在丰富的氢，而且北极的氢信号比南极稍强，据此推测月球极区可能含有丰富的水冰。
2010年3月3日，美国卫斯理大学詹姆斯·格林伍德教授在休斯顿召开的第41届月球与行星科学会议上宣布，他们在阿波罗月球岩石样品中发现了微量水，最高含量可能只有千分之几。研究人员利用电子微探针的粒子束轰击磷灰石，可以计算出岩石样本内氟和氯的含量。根据磷灰石的计算公式，氟和氯的含量表明，要使得磷灰石的晶体结构趋于完整，还需另一种化合物。
近年来，随着科学仪器的灵敏度和分析精度的显著提高，相继在月球样品中发现氢或水，而且我们相信今后还将有类似证据表明月球样品中含有氢或水，但这种氢或水存在于矿物晶格内，含量甚微，也极难提取，难以改变月球绝对干燥的结论。