月球上的陨石坑大多分布在高地，直径超过半英里的约有10万个。这些陨石坑使月球表面显得跟地球表面完全相反，所以一直颇受注意。这些坑洞可能是圆形、多边形，或是不规则形，可能有外壁也可能没有。陨石坑的大小也很多样，最小的可能非常微小，最大的（例如南极的艾肯盆地）直径可达1500英里，深达7.5英里。有人曾经开玩笑地把月球表面比作瑞士奶酪，但即使是把月球表面的大小陨石坑好好分类，也让人眼花缭乱。
望远镜问世之后，科学家很快就开始讨论伽利略比作“孔雀尾羽上的眼睛”的东西从何而来。早期月球学学者认为，月球上的山脉边缘很锋利。英国皇家学会罗伯特·胡克首先提出自己的看法。《显微图谱》的主题是胡克使用显微镜时的发现，但他把月球陨石坑比作地球上的火山口，因此认为它出自月球内部。
18世纪末，天文学家弗朗兹·艾皮努兹也推论月球陨石坑源自火山，并进一步猜测，盆地是火山形成过程的第一个阶段。喷出物质在他称为“莫菲塔”的坑洞周围，形成中央山丘。艾皮努兹描述月球表面时，写下了史上最极端的月球火山作用描述。
1778年，威廉·赫歇尔爵士为月球火山作用理论，添加了进一步的细节。他认为“新月的阴暗部分，有三座火山在三个不同的位置。其中两座不是已经接近熄灭，就是即将喷发，可能下个阴历月就能确定。第三座火山呈现出实际喷发的火焰或发光物质”。
从现代的观点看来，似乎很难了解，当时为什么没有人质疑月球陨石坑源自火山。这个结构虽然比地球上的火山口大上许多，但透过早期望远镜看来，确实很像火山口，尤其是周围环绕着一圈山丘的维苏威火山。观察在斜射阳光下阴影格外夸张的月球，再描绘出观察结果，图中会出现陡峭的山峰，但这些山峰其实根本不存在。此外，18世纪的科学也不了解月球真正的起源。最后，人类历史上，从来没有人目睹过流星坠落并造成陨石坑。
19世纪70年代，普罗克特提出，月球陨石坑是月球“处于可塑状态”时由陨石造成。“这个说法乍看之下，十分荒唐古怪，竟然认为月球上的大量陨石坑，尤其是使用高倍率望远镜时看见的无数小陨石坑，都是陨石雨打出来的。我当然也不想把它视为真实的陨石坑起源理论。不过有一点必须记住，就是目前为止，还没有看来可信的理论，可以解释月球表面这些引人注目的特征”。
美国亚利桑那州的巴林杰陨石坑有个“以退为进”的方法，那就是我们需要在地球上进行更多研究，以解释月球上的陨石坑。曾在美国地质勘探局工作的地形学家葛罗夫·卡尔·吉尔伯特，开始研究亚利桑那州沙漠砂岩中的浣熊山。他比较陨石坑和坑边物质的体积后，误判陨石不可能造成这个巨坑。就算陨石坑附近已经发现陨石碎片，他也无法接受，还宣称这些陨石是巧合。
业余天文学家拉尔夫·鲍德温提出了月球陨石坑出自撞击的进一步证据。他仔细检视月球照片，一直很好奇那些直线形山谷或沟槽，如何朝雨海中央延伸。后来他断定，它们一定是庞大的岩石层因剧烈爆炸而形成。第二次世界大战后，他对照月球陨石坑的深度直径值，和炸弹爆炸造成的弹坑，发现它们的特性类似。他列出地球上大约50种地层的清单，其中大多数后来证实源自撞击。