月球表面的温度变化极为剧烈，白天阳光直射时最高可达127℃，而夜晚则会骤降至-183℃。这种极端温差远超地球环境，形成独特的"冰火两重天"现象。

造成月球极端温差的核心原因在于其缺乏大气层的保护。地球大气层能通过温室效应储存热量并调节昼夜温差，而月球表面直接暴露于太空环境中。具体表现为三方面机制：月球不存在大气对太阳辐射的散射和吸收作用，白天太阳直射区域的月壤会迅速升温至127℃。真空环境导致热量无法通过对流传递，月表吸收的太阳辐射能只能通过热辐射缓慢释放。第三，月壤导热性能差且比热容低，无法像地球土壤那样储存热量，当进入长达14地球日的月夜时，表面温度会急速下降至-183℃。中国嫦娥探测器更测得月球背面夜间温度低至-190℃，比正面还低10℃，这可能与月壤成分差异有关。

从气象学角度看，这种极端环境具有重要研究价值。美国阿波罗计划的人造月震实验显示，月球震动持续时间长达8分钟，远超过地球地震的2分钟上限，暗示其内部结构可能存在特殊空隙。目前各国月球探测器均需特殊温控设计，例如中国研发的NTC热敏电阻器能实时监测-200℃至150℃的极端温度变化，保障仪器正常工作。未来建立月球基地需重点解决温度调节问题，这既是对人类科技的挑战，也为研究行星气象演化提供了独特样本。