Podczas gdy powszechna mądrość, że księżyc nie ma atmosfery, była częścią wiedzy ogólnej od lat, dokument NASA wydany w styczniu 2014 r. wskazuje, że księżyc ma atmosferę z gazami, takimi jak potas i sód, które nie pojawiają się w atmosferze Wenus, Marsa lub Ziemi. Atmosfera na Księżycu zawiera znacznie mniej gazu; Na Ziemi atmosfera na poziomie morza ma 10 kwintillionów cząsteczek na centymetr sześcienny, podczas gdy ten sam centymetr sześcienny ma tylko 1 milion cząsteczek na Księżycu. Chociaż atmosfera księżycowa jest dość cienka, to jednak istnieje.
Misja Apollo 17 wykorzystała Księżycowy Eksperyment Kompozycji Atmosfery na powierzchni Księżyca, aby przeanalizować, czym właściwie było powietrze na Księżycu. W badaniu tym znaleziono maleńkie ilości kilku różnych rodzajów cząsteczek i atomów, takich jak argon, hel i ewentualnie amoniak, dwutlenek węgla, neon i metan. Naukowcy na Ziemi wykorzystujący teleskopy przeznaczone do blokowania światła księżycowego uchwycili obrazy blasku, który tworzą potas i atomy sodu, gdy otrzymują energię ze słońca. Gazy te prawdopodobnie pochodziły z cząstek wiatru słonecznego i wysokoenergetycznych fotonów, a także z parowania powierzchniowego materiału, materiału wychwyconego z uderzenia meteorytu i komety, a gaz pochodził z wnętrza księżyca.
