Но если в эту эпоху уже известны были законы движения Луны, то физическое её строение оставалось ещё загадкой. Однако Галилей объяснил световые явления, повторяющиеся при некоторых лунных фазах, тем, что на Луне имеются горы, среднюю высоту которых он определил в 4500 туазов.

Позже данцигский астроном Гевелий низвел высоту этих гор до 2600 туазов, но его итальянский собрат Риччиоли снова повысил их до 7 тысяч туазов.

В конце XVIII века Гершель при помощи сильного для того времени телескопа значительно снизил эти цифры. Он утверждал, что высочайшие вершины Луны имеют не более 1900 туазов в вышину, а средняя высота лунных гор всего каких-нибудь 400 туазов. Но и Гершель заблуждался. Вопрос изучали затем Шретер, Лувилль, Галлей, Несмис, Бианчини, Пасторф, Лорман, Грюйтгейзен. Их труды, а в особенности долголетние наблюдения Бэра и Мэдлера, привели к окончательному разрешению этого вопроса. Благодаря этим учёным в настоящее время точно установлена высота лунных гор. Бэр и Мэдлер измерили 1905 лунных вершин, причём оказалось, что высота шести гор превышает 2600 туазов, а высота двадцати двух превышает 2400 туазов. Высочайшая же вершина возвышается над лунной поверхностью на 3801 туаз.

Постепенно выяснились и другие подробности строения Луны: поверхность её оказалась испещренною кратерами потухших вулканов, и наблюдения подтвердили общий вулканический её характер. Затем было установлено отсутствие преломления возле её поверхности световых лучей, идущих от планет, закрытых её диском. Отсюда следовало, что на Луне нет воздуха, а стало быть, нет и воды. Таким образом, если и существуют селениты, то, чтобы жить в таких условиях, они должны иметь совершенно особую организацию и сильно отличаться от обитателей Земли.

Мало-помалу благодаря новейшим методам наблюдения и усовершенствованным приборам были обследованы все уголки лунной поверхности, несмотря на значительную её величину: весь диаметр Луны равен 2150 милям, поверхность её лишь в тринадцать раз меньше земной, а объём её в сорок девять раз меньше объёма земного шара. Тем не менее от зорких глаз астрономов не ускользнула ни одна из лунных тайн, и неутомимые учёные продолжали вести свои замечательные наблюдения. Так, например, они подметили, что во время полнолуния лунный диск местами покрыт белесоватыми полосами, которые во время других фаз Луны кажутся черными. При более тщательном изучении было установлено, что эти полосы не что иное, как длинные узкие борозды с параллельными краями, примыкающие большей частью к кратерам; длина этих борозд от десяти до ста миль, а ширина — до восьмисот туазов. Единственное, что могли сделать астрономы, — это назвать их лунными трещинами. До сих пор ещё не решен вопрос, представляют ли они собою русла высохших рек или имеют другое происхождение. Поэтому американцы поставили себе, между прочим, целью выяснить это явление лунной геологии. Интересовало их также происхождение параллельных валов, обнаруженных в некоторых местах лунной поверхности мюнхенским профессором Грюйтгейзеном, который считал их системой укреплений, построенных лунными инженерами. Эти два темных вопроса и, конечно, целый ряд других могли быть окончательно разрешены учёными лишь после путешествия на Луну.

Вопрос о лунном свете можно считать окончательно выясненным; известно, что напряженность его в триста тысяч раз меньше силы солнечного света и что лунные лучи не оказывают заметного действия на термометры. Что касается явления, известного под названием «пепельного света», то оно возникает вследствие отражения солнечных лучей от земной поверхности по направлению к Луне; этот пепельный свет дополняет яркий видимый полукруг месяца до полного диска во время первой и последней фазы Луны.