月亮上明暗相间的图案，自古以来便引起了人们无限的遐想，于是月球有了“蟾宫”的别名，上面还住着一只“玉兔”。事实上，月面上形成蟾蜍和玉兔形象的那些部分，颜色较深，如今被称为月海。它们是陨星撞上月球之后形成的巨大的玄武岩平原。
由于月球早已被地球的引力潮汐力锁定，因此在地球上，我们永远只能看到月球朝向我们的那半边，背向我们的另外半边被称为月之暗面。直到1959年，苏联的月球3号探测器才发回了月之暗面的首张照片。结果令当时的人们大吃了一惊——在月亮正面占据很大一部分面积的月海，在月亮背面几乎不存在。
月球背面，只有坑坑洼洼的高地，几乎看不到颜色较深的月海。图片来源：NASA
55年之后，美国宾夕法尼亚州立大学的天体物理学家提出了一个解释。他们指出，这与月球本身的形成方式有关。关于月球的形成，现有的一个主流理论是这样的：就在地球形成后不久，一颗火星大小的天体与地球相撞，撞飞出去的大片残骸最终聚集在一起，形成了今天我们看到的月球。宾夕法尼亚州立大学的科学家提出，如此猛烈的碰撞和物质的聚集，必然会加热我们的地球和月亮，但月亮的冷却会更快一些，因为它的个头更小。
由于地球当时仍然很热，温度高达至少2500℃，再加上月球当时离地球要近得多，仅有今天距离的1/10甚至1/20，因此地球散发的热量会产生明显的效果：月球背面已经冷却，正面却仍然炽热。这些科学家指出，这样的差异在月球地壳的形成中起到了关键作用。月球的地壳富含铝和钙，这些都是极难蒸发的元素。随着岩石蒸气的逐渐冷却，钙和铝成了首批凝结析出的元素。
这个过程必定发生在月球背面的大气中，因为月球正面还太过炽热。数千年乃至数百万年之后，这些元素与月球地幔中的硅结合，形成了斜长石。后者最终上浮到月球表面，形成了月球的地壳。由于拥有更多此类矿物质，月球背面的地壳要比正面更厚。如此一来，月球背面缺少月海的问题就可以解释了——月海本身是巨大的陨星砸在月球正面，击穿了月球的地壳，导致下方的玄武岩岩浆涌上表面，而后再冷却凝结而形成的。
至于月球背面，由于地壳实在太厚，绝大多数陨星都很难砸穿，于是只留下了一片坑坑洼洼的高地，几乎没有月海出现。