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A geologia da Lua, às vezes chamada de selenologia[a], é uma ciência que aplica métodos e técnicas da geologia à Lua, tendo em conta, evidentemente, as diferenças entre os dois corpos. A Lua não tem atmosfera, nem cursos d'água, de modo que a erosão decorrente de fenômenos meteorológicos não existe; também não há tectônica de placas, tal como a conhecemos na Terra; a gravidade da Lua é fraca, e o seu solo se resfria mais rapidamente que o da Terra, em razão da ausência de atmosfera.
A Lua é constituída de uma crosta (camada sólida superficial, análoga à crosta terrestre), um manto (a camada situada sob a crosta, tal como o manto terrestre) e um núcleo (a camada mais profunda, analogamente ao núcleo terrestre).
A superfície lunar resulta de uma geomorfologia complexa que combina diferentes processos, tais como impactos meteoríticos e vulcanismo. Os estudos geológicos da Lua têm se baseado na combinação de observações telescópicas desde a Terra, medições em órbita por espaçonaves, análise de amostras de rochas lunares e dados geofísicos.
Dos poucos locais visitados durante as missões do programa Apollo, entre o final dos anos 1960 e início dos anos 1970, foram trazidos aproximadamente 385 kg de rocha lunar e amostras de solo. Em sua maior parte, esse material foi armazenado, a partir 1979, no Lunar Sample Laboratory Facility, em Houston, e segue sendo objeto de estudo para a compreensão da formação do corpo celeste.
A Lua é o único corpo extraterrestre do qual existem amostras disponíveis e do qual se conhece a geologia. Embora esse conhecimento tenha aumentado consideravelmente, graças às missões tripuladas ou automatizadas que recolheram significativa quantidade de dados, ainda há muitas perguntas que só poderão ser respondidas quando da instalação de bases permanentes e a realização de longos estudos.
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