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公里
（符號：km，英語：，美式英語：kilometer），亦稱，是一种國際單位制的長度計量單位，等於1000米。根據定義，光速在真空中为每秒299792.458千米。
汉语口语中通常使用“”（“公制的里”）而非「」，因為华人地区仍有民间普遍使用传统市制单位的习惯（相似的情况是把称为“”、称为“”、称为“”），而且汉文化圈在语言上基本上都保持了读数时以万作为基准（每四个十幂数量级分隔一次）的表达语法，而“”的说法则是迎合西方以千为基准（每三个十幂数量级分隔一次）的表达法，在說話時容易與前面的數字混淆。
公里 換算
1 公里（km）
= 1000米（m）
= 100000厘米（cm）
= 1000000毫米（mm）
公里 長度單位
現時在台灣，「」等於，即一百分之一米，而非「分」傳統意義的十分之一，原因是借用舊制的排列次序：里>引>丈>尺>寸>分>釐
公里 使用情況
汽車和公路里程、速度限制等標誌已全面以作單位。十進制推行初期曾以「」作單位，但由於「」的「千」字在說話時易與前面的數字混淆，近年已以「」取代。
秒
秒是國際單位制中時間的基本單位，符號是s。有時也會借用英文缩写標示為sec，惟sec於正式文書及學術上應避免使用（應直接使用s）。秒在英文裡的原始詞義是計算小時的六十分之一（分鐘）後，再計算六十分之一。在西元1000至1960年之間，秒的定義是平均太陽日的1/86,400（在一些天文及法律的定義中仍然適用）。在1960至1967年之間，定義為1960年地球自轉一周時間的1/86,400，現在則是用原子的特性來定義。秒也可以用機械鐘、電子鐘或原子鐘來計時。
國際單位制詞頭經常與秒結合以做更細微的劃分，例如ms（毫秒，千分之一秒）、µs（微秒，百萬分之一秒）和ns（奈秒，十億分之一秒）。雖然國際單位制詞頭也可以用於擴增時間，例如ks（千秒）、Ms（百萬秒）和Gs（十億秒），但實際上很少這樣子使用，大家都還是習慣用60進位的分、時和24進位的日做為秒的擴充。
秒不但是國際單位制中時間的基本單位，也是公分-克-秒制、米-公斤-秒制、米-公噸-秒制及英制單位下的時間基本單位。
秒 世界公認的秒
在現行國際單位制下，在1967年召開的第13屆國際度量衡大會對秒的定義是：銫133原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個週期的持續時間。這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的，而且在地面上的環境是零磁場。在這樣的情況下被定義的秒，與天文學上的曆書時所定義的秒是等效的。
秒的國際標準符號可以參考ISO 31-1。
2019年，国际时间频率咨询委员会重新讨论了“秒”的重新定义问题。
秒和定義所用常數之關係如下：
1 s = 7009919263177000000♠9192631770/ΔνCs
秒 歷史的起源
本來，時被分割為60分，分又被分割為60秒。在有些語系中，像是波蘭語（tercja）和阿拉伯語（ثالثة），秒也以60進位制被再細分，但在現代，都是以十進位法來細分小數點以下的時間。
六十進位制來自巴比倫，他們以六十這個因素做為計算數量的單位。但是巴比倫人並沒有將時分割為60分，而是古埃及將一日分為12時的白天和12時的夜晚，他們也這樣子來區分四季。古希臘天文學家，包括希巴谷和托勒密，定義太陽日的24分之一為時。
以六十進位細分時，使得秒是一太陽日的86,400分之一。古希臘的時間週期，像是平朔望月定義得非常精確，因為他們不是觀察單一的朔望月，而是以相距數百年的食來測量朔望月的平均長度（日數）。
秒 歷史的起源
最早可以顯示秒的時鐘出現在十六世紀的後半。最早用發條驅動，有秒針的鐘是一個沒有刻度，上面有奧菲斯的鐘，是Fremersdorf收藏的一部份，年代約在1560年至1570年之間:417–418。在1550至1575年之間，塔居丁·穆罕默德·伊本·马鲁夫作了一個鐘，每1/5分就有一個刻度。1579年時，Jost Bürgi為黑森-卡塞尔之威廉四世作了一個鐘，上面有秒的刻度:105。1581年時第谷·布拉赫在他的天文台中重新設計一個時鐘，可以顯示分及秒，但秒的計時不夠精確。1587年時第谷·布拉赫抱怨他的四個鐘差了正負四秒:104。
擺鐘的出現使得人們首次可以精確的計時到秒。馬蘭·梅森在1644年計算長度39.1英吋（(0.994 m）的單擺在標準重力下週期為2秒，單擺從最低點擺動，一秒後會回到原點，因此可以精準的計時到秒。
秒擺的擺長在1660年被倫敦皇家學會提出作為長度的單位，在地球表面，擺長約一米的單擺，一次擺動或是半週期（沒有反複的一次擺動）的時間大約是一秒。 。擺鐘的發明可以計算平時（相對於日晷所顯示的視時），使得秒成為可測量的時間單位。
秒 歷史的起源
「秒」這個時間單位的英文second在16世紀末出現在英文中，約比精確測量到秒的時間要晚一百年。用拉丁文寫作的人，包括罗吉尔·培根、第谷·布拉赫及約翰內斯·克卜勒等科學家仍使用拉丁文的secunda，意思和1200年時的意思相同。
1832年時高斯提議用秒作為厘米-克-秒制的時間單位。英國科學促進協會（BAAS）在1862年表示「所有科學界的人都同意用平均太陽日計算的秒為時間單位。」。BAAS在1874年正式的提出公分-克-秒制，不過在70年後被米-公噸-秒制取代。公分-克-秒制及米-公噸-秒制都以秒為時間單位，定義為平均太陽日的1/86,400。
在1956年，秒被以特定曆元下的地球公轉週期來定義，因為當時天文學家知道地球在自轉軸上的自轉不夠穩定，不足以作為時間的標準。紐康的太陽表以1900年的曆元描述太陽的運動，所依據的是1750年至1892年的觀測。在1956年，秒的定義如下：
自曆書時1900年1月0日12時起算的回歸年的31,556,925.9747分之一為一秒
秒 歷史的起源
在1960年，這個定義由第十一次的國際度量衡會議通過。雖然這個定義中的回歸年的長度不能進行實測，但可以經由線性關係的平回歸年的算式推導，因此，有一個具體的瞬時回歸年長度可以參考。因為秒是用於大半個20世紀太陽和月球的星曆表中的獨立時間變數（紐康的太陽表從1900年使用至1983年，布朗的月球表從1920年使用至1983年），因此這個秒被稱為曆書秒。
隨著原子鐘的發展，秒的定義決定改採用原子時做為新的定義基準，而不再採用地球公轉太陽定義的曆書秒。
經過多年的努力，英國國家物理實驗室的路易斯·埃森和美國海軍天文台的威廉·馬克維茲測量出銫原子的超精細躍遷週期和曆書秒的關係。使用過去普通的測量方法，接收來自無線電台、WWV的訊號，再使用一個原子鐘來測量時間，他們確定了月球相對於地球的軌道運動，也推斷出太陽表面可能有相對於地球的運動。結果，在1967年的第13屆國際度量衡會議上決定以原子時定義的秒作為時間的國際標準單位：
秒 歷史的起源
銫133原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個週期的持續時間。
在70年代认识到引力時間膨脹會導致在不同高度的原子鐘有不同的秒，因此每個原子鐘都必須改正為在平均海平面的高度，以取得一致的秒（大地水平面的自轉約改變×10−10的秒長，在1977年開始修正並且在1980年已經制度化了。）。用相對論的術語來說，秒被定義成在轉動的大地水平面上原時。
在1977年，在BIPM的會議中又重新定義，加進了新的陳述：
銫原子在 0 K 下是靜止不動的。（This definition refers to a caesium atom at rest at a temperature of 0 K. ）
修正過的定義似乎暗示理想的原子鐘將只有靜止的一個銫原子發射出單一的頻率。在實務上，無論如何，這個定義意味着在那些原子鐘之內的運作和外推的數值，秒的高精密度應該如上所述的考量到周圍溫度的補償（黑體輻射）。
秒 秒的各級單位
國際單位制的前置詞可以放在秒的前面，表示比秒要短的時間，但很少用此方式表示比一秒要長的時間（公制時間）。比一秒要長的時間一般會用非國際單位制的單位，如分鐘、小時、日、儒略年、世紀或千年等單位表示。
秒 其他的定義方式
有時需要用其他和國際單位制不同的定義方法來定義秒。像國際天文聯合會定義世界時的UT0、UT1及UT2系統是以地球自轉為基準得到的時間尺度，就是這样的系統。McCarthy和Seidelmann沒有說明SI制的秒是世界上時間計算的法定標準，他們只說「在這些年來UTC或是成為許多國家法定時間的基礎，或是成為事實上的常用時間基準。」
秒 汉字“秒”的古义
汉字秒，在古代指的是10-4，比如在《隋书·律历志》中，记载：宋末，南徐州从事史祖冲之，更开密法，以圆径一亿为一丈，圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽，朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽，正数在盈朒二限之间。密率，圆径一百一十三，圆周三百五十五。约率，圆径七，周二十二。
时间单位
時間單位是測量時間所用的基本單位，是任何特定的时间间隔，用作测量或表达持续时间的标准方式。从大到小排列分别為千年、世紀、年代、年、季度、月、旬、星期、日、时辰、小时、刻、字（福建和廣東地區用法）、分、秒、毫秒（ms）、微秒（µs）、奈秒（ns）、皮秒（ps）、飛秒（fs）、阿秒（as）、仄秒（zs）、幺秒（ys）。
这些单元彼此之间没有一致的关系，需要插入。例如，一年不能分为 12 个 28 天的月份，因为 12 乘以 28 等于 336，远低于 365。公历中定义的年份为 365.2425 天，必须使用闰日和闰秒进行调整。因此，出于科学目的，这些单位现在都被定义为秒的倍数。基于秒数量级的时间单位包括微秒和毫秒。
时间单位 历史
大多数历史社会使用的自然计时单位是日、太阳年和阴历。这些历法包括苏美尔历、埃及历、中国历、巴比伦历、古雅典历、佛历、印度历、伊斯兰教历、冰岛历、玛雅历和法国共和历。
现代历法起源于罗马历，后来演变为儒略历，然后演变为格里历，也就是公历。
木星
木星（英語：）是距離太陽第五近的行星，也是太陽系中體積最大的行星，目前已知有95顆衛星。天文學家很早就发现了這顆行星 ，羅馬人以他們的神稱這顆行星為「朱庇特」。古代中國則稱木星為「歲星」，取其繞行天球一周約為12年，與地支相同之故，且產生了歲星紀年法。據說，古人觀察歲星呈青色，青色於「五行」屬木，而命名為木星。
木星是顆巨行星，質量是太陽的千分之一，但卻是太陽系其他行星質量總和的2.5倍，為太陽系中質量僅次於太陽的天體。太陽系的行星中，木星和土星是氣體巨星（天王星和海王星是冰巨星）。
從地球看木星，它的視星等可以達到 -2.94等，已經可以照出陰影，並使它成為繼月球和金星之後，是夜空平均第三亮的天體（火星在其軌道的特定點上時能短暫與木星的亮度相比）。
木星
按質量計算，木星的主要成分大約有71%的氫、24%的氦和5%的其他元素；它可能有岩石的核心和重元素，木星是巨行星，沒有可以明確界定的固體表面。由於快速地自轉，木星的外觀呈現扁球體（赤道附近有輕微但明顯可見的凸起）。外面的大氣層依緯度成不同的區與帶，在彼此的交界處有湍流和風暴作用著。大紅斑第一次觀測時間是17世紀使用望遠鏡觀測到，持續旋轉至今。
環繞著木星的還有微弱的行星環和強大的磁層，包括4顆1610年發現的伽利略衛星，至2023年2月已經發現了95顆衛星。木衛三是其中最大的一顆，其直徑大於行星中的水星。
迄今已有數艘無人太空船前往木星探勘，最值得注意的是早期飛掠任務的先鋒號和旅行者計畫，和後期的伽利略號。先前拜訪木星的是鎖定冥王星的新視野號太空船，在2007年2月28日最接近木星，並借助木星的加速前往冥王星。目前朱诺号是木星軌道上唯一運作中的探測器，自2016年7月4日进入环绕木星的轨道後便持續進行觀測作業至今。未來仍將有不少探測木星系統的太空任務，如探測木星衛星歐羅巴的木衛二飛越任務。
木星 形成和遷徙
一組新的超級地球可能起初聚集在內太陽系。
地球和它鄰近的行星可能是在木星碰撞與摧毀這些在太陽附近的超級地球之後，從碎片中形成的。當木星遷徙至內太陽系，在理論家所謂的大遷徙假說，突然的引力推與拉，導致這些超級地球的軌道開始重疊，引發彼此間一系列的碰撞。天文學家已經發現500多個多行星系統，這些系統通常包括幾顆質量數倍於地球（超級地球）的行星，進到比水星更靠近太陽的距離，並且類似木星的氣體巨星也會很靠近它們的母恆星。看來，木星在太陽系的外側軌道上，是因為當它遷徙時， 土星拉著它往外移動。木星從內太陽系往外移動，可能給了內太陽系的行星，包括地球，可以形成的契機。2017年，来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和德国明斯特大学的研究人员在分析来自小行星的陨铁中钨和钼的同位素时发现，木星岩石内核可能在太阳系形成后的100万年后就已经处在形成阶段中，木星形成可能已有距今46亿至50亿年。
木星 結構
木星主要由氣體和液體物質構成，它是太陽系中4顆巨行星中最大的，也是太陽系最大的行星。它的赤道直徑142,984 km（88,846 mi），密度1.326g/cm3，是巨行星中第二高的，但遠低於其它4顆類地行星。
木星大氣層上層的成分以氣體分子的體積百分比大約88-92%是氫，8-12%是氦。但由於氦的原子量是氫的4倍，當以質量描述組成時，不同原子量的元素就會有不同的比例，由此木星的大氣層大約有75%的質量是氫，24%的質量是氦，剩餘的1%是其它元素。而在木星的內部包含了密度較高的元素，在質量上大致是71%的氫、24%的氦和5%的其它元素。大氣中含有微量的甲烷、水蒸氣、氨和矽基化合物。也有微量的碳、乙烷、硫化氫、氖、氧、磷化氫和硫，最外層的大氣含有結晶的氨。經由紅外線和紫外線的測量，也發現有微量的苯和其它的烴類。
大氣中氫和氦的比例接近理論上的原始太陽星雲組成。氖在大氣層上層僅佔百萬分之二十，大約是太陽中豐度的十分之一。氦也幾乎耗盡，大約只有太陽組成的80%左右。這種減少是這些元素沉降到行星內部的結果。較重的惰性氣體在木星大氣層中的豐度是太陽的2-3倍。
木星 結構
依據光譜，土星的組成被認為類似於木星，但其它的巨行星，天王星和海王星有著相對較少的氫與氦。由於缺乏直接深入大氣層的探測器，除了外層的大氣層外，缺乏內部更重元素豐度的精確數值。
木星的質量是太陽系其他行星質量總和的2.5倍，由於它的質量是如此巨大，因此太陽系的質心落在太陽的太陽表面之外，距離太陽中心1.068太陽半徑。雖然木星的直徑是地球的11倍，體積是地球的1,321倍，但是它的密度很低，質量只是地球的318倍。木星的半徑是太陽半徑的十分之一，質量是太陽質量的千分之一，所以兩者的密度是相近的。"木星質量"（MJ或MJup）通常被做為描述其它天體，特別是系外行星和棕矮星的質量單位。例如系外行星HD 209458 b的質量是0.69MJup，而仙女座κb的質量是12.8MJup。
木星 結構
理論模型顯示如果木星的質量比現在更大，而不是僅有目前的質量，它將會繼續收縮。質量上的些許改變，不會讓木星的半徑有明顯的變化，大約要在500地球質量（1.6MJup）才會有明顯的改變。儘管隨著質量的增加，內部會因為壓力的增加而縮小體積。結果是，木星被認為已經幾乎達到了行星結構和演化史所能決定的最大半徑。隨著質量的增加，收縮的過程會繼續下去，直到達到可察覺的恆星形成質量，大約是50MJup的高質量棕矮星。
然而，需要75倍的木星質量才能使氫穩定的融合成為一顆恆星。最小的紅矮星，半徑大約只是木星的30% 。儘管如此，木星仍然散發出大量能量。它接受來自太陽的能量，而內部產生的能量也幾乎和接受自太陽的總能量相等。這些額外的熱量是由開爾文-亥姆霍茲機制通過收縮產生的。這個過程造成木星每年縮小約2公分。當木星形成的時候，它比現在熱，直徑大約是現在的2倍。
木星 結構
木星被認為有個由元素混合的緻密核心，被一層含有少量氦，主要是氫元素的液態金屬氫包覆著。除了這個基本的輪廓，不確定的成分還是相當多。核心經常被描述為岩石，但是其詳細的成分是未知的，而且在這種深度下的溫度、壓力、和材料的性質也都不清楚（見下文）。在1997年，有人建議用重力法測量是否存在著核心，顯示核心大約有12至45地球質量，約占木星總質量的4%至14%。
行星模型認為在行星形成的歷史上，木星至少有一段時間有個夠大的岩石或冰的核心，才可以從原始太陽星雲收集到足夠大量的氫和氦。假設它確實存在，它可能因為現存的熱液態金屬氫與地函混合的對流而萎縮，並且熔融在行星內部的較上層。核心現在可能完全消失，但由於重力測量仍不夠精確，還不能完全排除這種可能性。
模型的不確定性受限於測量參數的誤差：用來描述行星引力動量的一個自轉係數（J6）、木星的赤道半徑、在1帕壓力處的溫度。預期在2011年8月發射的朱諾號探測器將能獲得這些參數更好的數值，從而在核心的問題上取得進展。
核心區域被密集的金屬氫包圍著，向外延伸到大約行星半徑78%之處，通過這一層的氦和氖，像雨水滴般向下沉降，消耗掉這些元素在上層大氣的豐度。
木星 結構
在金屬氫上層是內層透明氫的大氣層。在這個深度，溫度是在臨界溫度之上，對氫而言只有33K。在此狀態下，沒有層次分明的液體和氣體位相 －氫可能是臨界的超流體狀態。在這層之上的，從雲層向下延伸至深度大約1,000公里的氫，順理成章的應該是氣體，而在更深的一層是流動的液體。在物理上，那裏沒有明確的邊界 －氣體很順利的變得更熱和更密集的下降。
由於開爾文-亥姆霍茲機制可知，木星內部的溫度和壓力在朝向核心地方向逐漸增加。在壓力為10帕的“表面”，溫度大約是340 K（67 °C；152 °F）。在氫相變的區域 －溫度達到臨界點－ 氫成為金屬，相信溫度是10,000 K（9,700 °C；17,500 °F），壓力的200GPa。在核心邊界的溫度估計為36,000 K（35,700 °C；64,300 °F），同時內部的壓力大約是3,000至4,500GPa。
木星 大氣層
木星有著太陽系內最大的行星大氣層，跨越的高度超過5,000 km（3,107 mi） 。由於木星沒有固體的表面，它的大氣層基礎通常被認為是大氣壓力等於1 MPa（10 bar），或十倍於地球表面壓力之處。
木星永遠被氨晶體和可能是氫硫化氨的烏雲籠罩著。對流層頂的雲，在不同緯度形成不同的區帶，最著名的是熱帶區。這些區帶分為亮色調的區（zones）和深色調的帶（belts）。這些模式互不相容環流間的交互作用導致風暴和湍流，風速達到100m/s（360Km/h）的緯向急流是很常見的。每一年，各區都有著不同的寬度、顏色和強度，但對天文學家而言，依然可以穩定的給予識別和指定。
雲層大約只有50 km（31 mi）深，並且至少包含兩層覆蓋的雲：厚厚的下層和薄且清晰的區域。在氨雲層下面也有薄薄一層的水雲，有證據顯示木星的大氣層中也有閃爍的閃電。這是由水分子的極性造成的，它使得創造閃電所需要的電荷能夠分離。這些放電的強度達到地球上的一千倍。水雲可以形成雷暴，驅使熱量從內部不斷上升。
木星 大氣層
木星雲層的橙色和棕色是內部湧升的化合物暴露在紫外線下，引起顏色的改變造成的。確切的構成仍然不清楚，但被認為是含有磷、硫或可能是烴類。這些豐富多彩的混合物，稱為發色團，與下層較溫暖的雲層混合。 區是由上升的氨結晶對流胞形成的，在觀測上通常是較低層雲的掩蔽物。
木星的低轉軸傾角意味著兩極能接收到的太陽輻射遠遠的少於行星的赤道地區。行星內部的對流輸送大量的能量到極區，使雲層的溫度能夠平衡。
木星最著名的特徵是大紅斑，這是比地球大的一個持久性反氣旋風暴，位置在赤道南方22°，人們至少在1831年就知道它的存在，並且可能提早至1665年。來自哈伯太空望遠鏡的影像顯示多達兩個紅斑毗鄰着大紅斑。這個風暴大得可以使用地基的小口徑12 cm或更大的望遠鏡看見。一些數學模型表明這個風暴是穩定的，可能是這顆行星上一個永久性的特徵。
鵝蛋形物體的自轉是逆時針方向，週期大約是六天。大紅斑的維度是24,000至40,000公里 X 12,000至14,000公里。它的直徑大到可以容得下2至3顆地球。這個風暴最大的高度比周圍的雲層高出約8 km（5 mi）。
木星 大氣層
風暴通常都發生在巨行星大氣層的湍流內，木星也有白色和棕色的鵝蛋形風暴，但較小的那些風暴通常都不會被命名。白色的鵝蛋形風暴傾向於包含大氣層上層，相對較低溫的雲。棕色鵝蛋形風暴是較溫暖和位於普通雲層。這種風暴持續的時間可以只有幾個小時，也可以長達數個世紀。
在航海家證實大紅斑的特徵是一場風暴之前，因為它相對於周圍其餘的氣團有時快，有時慢的差異旋轉，已經是強有力的證據，表明大紅斑與行星表面或深處的地形特徵沒有關聯性。
在2000年，在南半球有一個外觀與大紅斑類似，但較小的大氣特徵出現。這是由幾個較小的白色鵝蛋形風暴合併成的一個特徵 －三個在1938年首度被觀測到的較小的鵝蛋形風暴。合併後的特徵被命名為鵝蛋形BA，並且因為它的強度增加，顏色由白轉紅，被暱稱為幼紅斑。
木星 行星環
木星有個黯淡的行星環系統，約有6,500公里寬，但厚度不到10公里。由大量塵埃和黑色碎石組成，以大約7小時的週期圍繞木星旋轉。環由三個主要的部份組成：內側像花托，是由顆粒組成的暈環，中間是相對明亮的主環，還有外圈的薄紗環。這些環，看起來是由塵埃組成，而不像土星環是由冰組成。主環可能是從衛星阿德剌斯忒亞和梅蒂斯噴發的物質組成。正常應該落回衛星的物質由於受到木星強大引力的影響，被木星吸引住。這些材料轉變軌道的方向朝向木星，新的材料又因為碰撞影響而繼續被加入。以相同的方式，特貝和阿馬爾塞可能組成薄紗環塵土飛揚的兩個部分。也有證據顯示沿著阿馬爾塞的軌道可能有一連串與這顆衛星碰撞構成的岩石碎片。
木星 磁層
木星的磁場強度是地球的14倍，範圍從赤道的4.2高斯（0.42mT）到極區的10至14高斯（1.0-1.4mT），是太陽系除太陽黑子以外最強的磁場源。這個場被認為是由渦流產生的，即木星内部渦旋運動的液態金屬氫。埃歐衛星上的火山釋放出大量的二氧化硫，形成沿著衛星軌道的氣體環。這些氣體在磁層內被電離，生成硫和氧的離子。它們與源自木星大氣層的氫離子，在木星的赤道平面形成電漿片。這些片狀的電漿與行星一起轉動，造成進入磁場平面的變形偶極磁場。在電漿片內的電流產生強大的無線電訊號，造成範圍在0.6至30MHz的爆發。
木星 磁層
在距離木星大約75木星半徑之處，磁層與太陽風的交互作用生成弓形震波。環繞著木星磁層的是磁層頂，位於磁層鞘的內緣 －磁層頂和弓形震波之間的區域。太陽風與這些去的交互作用拉長了木星背風面的磁層，並且向外延伸至幾乎到達土星軌道的位置，而面向太陽方向也有數百萬公里厚。木星的四顆大衛星的軌道全都位於磁層內，受到保護而得以免受太陽風的侵襲，因此木星的衛星全都位於它的磁層之中。 伽利略號的大氣探測器在木星環與高層大氣之間新發現一個強輻射帶，類似地球的范艾倫輻射帶，但比范愛倫輻射帶強10倍左右，其中有高能的氦離子。
木星的磁層是其兩極地區激烈發送的電波輻射的源頭。木衛埃歐（見下文）劇烈的火山活動，噴發出的氣體進入木星的磁層，產生一個托環狀環繞著木星的微粒。當埃歐穿過這個托環時，相互作用生成的阿爾文波使游離的物質進入木星的極區。一個結果是，無線電波通過迴旋加速器的邁射機制，和能量沿著圓錐形的表面傳輸出去。當地球与這個錐面交會時，地球上探測到的木星發射的無線電波會強于太陽輸出的無線電波。
木星 軌道和自轉
木星是行星中唯一与太阳的質心位於太陽本體之外的，但也只在太陽半徑之外7%。木星至太陽的平均距離是7億7800萬公里（大約是地球至太陽距離的5.2倍，或5.2天文單位），公轉太陽一週要11.8地球年。這是土星公轉週期的五分之二，也就是說太陽系最大的兩顆行星之間形成5：2的共振軌道週期。木星的橢圓軌道相對於地球軌道傾斜1.31°，因為離心率0.048，因此近日點和遠日點的距離相差7,500萬公里。木星的軌道傾角相較於地球和火星非常小，只有3.13°，因此沒有明顯的季節變化。
木星的自轉是太陽系所有行星中最快的，對其軸完成一次旋轉的時間少於10小時；這造成的赤道隆起，在地球以業餘的小望遠鏡就可以很容易看出來。這顆行星是顆扁球體，意思是他的赤道直徑比兩極之間的直徑長。木星的赤道直徑比通過兩極的直徑長9,275 km（5,763 mi）。
木星 軌道和自轉
因為木星不是固體，他的上層大氣有著較差自轉。木星極區大氣層的自轉週期比赤道的長約5分鐘，有三個系統做為參考框架，特別是在描繪大氣運動的特徵。系統I適用於緯度10°N至10°S的範圍，是最短的9h50m30.0s。系統II適用於從南至北所有的緯度，它的週期是9h55m40.6s。系統III最早是電波天文學定義的，對應於行星磁層的自轉，它的週期是木星的官方週期。
木星 觀測
木星通常是天空中第四亮的天體（在太陽、月球和金星之後），但有時候火星會比木星亮。依據木星相對於地球的位置，可以表現出不同的視星等，在衝時最亮是-2.9等，在與太陽同向的合時，會降至-1.6等。木星的角直徑也會隨之改變，從50.1到29,8弧秒。木星在軌道上經過近日點附近時的衝最適宜觀賞，木星上次是在2011年3月經過近日點，所以在2010年和2011年9月的衝是最有利的。
地球每398.9日會在軌道上超越木星一次，這個時間稱為會合週期。每當會合之前，木星都會相對於背景的恆星出現明顯的逆行運動。這是木星似乎在夜空中向後（向西）移動一段，執行迴圈的運動。
木星接近12年的軌道週期對應於黃道的星宮。也就是，木星每一年約向東移動大約30°，約是一個星宮的寬度。
因為木星的軌在地球軌道之外，所以從木星看地球的相位角永遠不會超過11.5°。也就是，從地球用望遠鏡觀看木星時，它幾乎都是呈現滿月的姿態。只有當太空船飛近木星時，才會看見新月形的木星。通常，一架小望遠鏡就能看見木星的四顆伽利略衛星和跨越木星大氣層明顯的雲帶。當大紅斑面向地球時，小口徑的望遠鏡也有機會看得見。
木星 研究和探測
對木星的觀測可以回溯至西元前7或8世紀的巴比倫天文學家。中國的歷史天文學家席澤宗宣稱中國天文學家甘德在西元前362年就以裸眼發現木星的衛星之一。如果此一說法正確的話，會比伽利略的發現早了近2000年。在西元2世紀的天文學大成，古希臘天文學家，地心說行星模型的先驅，托勒密以本輪和均輪來解釋行星相對於地球的運動，他給木星軌道環繞地球的週期是4332.38天，或11.86年。在西元499年，一位古典時代的印度數學家和天文學家，阿耶波多，也用地心說的模型估計出木星的週期是4332.2722天，或11.86年。
1610年，伽利略發現 木星的4顆大衛星 －埃歐、歐羅巴、佳利美德、和卡利斯多（現在稱為伽利略衛星－ 首度用望遠鏡發現不屬於地球的衛星。伽利略也是首度發現顯然不以地球為中心運動的天體。這是對哥白尼日心說最主要的支撐，伽利略直言不諱的支持哥白尼學說，使他被置於文字獄的威脅下。
1660年代。卡西尼使用一架新的望遠鏡發現木星的斑點和彩色的區帶，並且觀察到這顆行星出現扁平形；就是在兩極扁平。他也估計出這顆行星的自轉週期。在1690年，卡西尼發現大氣經歷較差自轉。
木星 研究和探測
大紅斑是在木星南半球的一個顯著鵝蛋形特徵，可能早在1664年就被羅伯特·虎克和乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼在1665年觀測過；雖然這仍有爭議。已知最早的繪圖來自藥劑師海因利希·史瓦貝，他在1831年顯示大紅斑詳細的資訊。
據傳說，大紅斑在1878年變得很顯眼前，在1665年至1708年曾經有多次從視線中消失的場合。它在1883年和20世紀初，再度被記錄到衰退。
Giovanni Borelli和卡西尼兩人都小心地做出木星衛星的運動表，可以預測這些衛星經過木星前方或背後的時間。在1670年代，人們觀測到當木星與地球在相對於太陽的兩側時，這些事件的發 會比預測的慢達17分鐘。奧勒·羅默推論視線看到的不是即時發生的事情（卡西尼在此之前曾經拒絕這樣的結論），而這個時間上的差異可以用來估計光速 。
木星 研究和探測
1892年，愛德華·愛默生·巴納德在加利福尼亞州使用利克天文台 36-英寸（910-）的折射望遠鏡觀察到木星的第5顆衛星。發現了這顆相對較小的衛星，證明了他敏銳的視力，使他很快的成名。這顆衛星後來被命名為阿馬爾塞。這是最後一顆以視覺發現的行星衛星。在1979年，航海家1號飛過木星之前，發現了額外的8顆衛星。
1932年，魯珀特·沃爾特根據木星的吸收光譜確定木星大氣中含有甲烷和氨。
1938年，觀察到3個長壽的白色鵝蛋形反氣旋特徵。幾十年來，它們是獨立存在木星大氣層的特徵，有時會互相靠近，但永遠不會合併。最後，兩個在1998年合併，並在2000年吸收了第三個，被稱為長圓形BA。
在1955年，巴納德柏克和肯尼斯·佛蘭克林偵測到來自木星的22.2MHz的無線電信號爆發。這些爆發與木星的自轉週期匹配，也能夠用這些資訊來改進自轉速率。發現來自木星的無線電爆發有兩種形式：長達數秒的長爆發（L爆發），和持續時間短於百分之一秒的短爆發（S爆發）。
科學家發現來自木星的無線電訊號有三種傳輸的形式：
木星 研究和探測
自1973年以來，有數艘自動化的太空船拜訪過木星，最引人注目的是先鋒10號太空船。它是第一艘足夠接近木星，並發送回有關這顆太陽系最大行星的屬性和現象的太空船。飛往太陽系內其他行星的太空船完全依賴能量的價值，太空船速度的淨變化或ΔV。從地球的低地球軌道進入到木星的霍曼轉移軌道只需要6.3Km/s的ΔV，這媲美於要進入低地球軌道的9.7Km/s的ΔV。幸運的是，重力助推可以用來減少抵達木星所需要的能量，然而，這也很明顯的需要較長的飛行時間。
從1973年開始，數艘太空船在執行探測其他行星的任務時，有計畫的從可以觀測木星的範圍內飛越。先鋒計畫最先觀測到木星大氣層和幾顆衛星的特寫影像。它們發現這顆行星的輻射場遠遠超出預期，但這兩艘太空船在這種環境下都依然存活。這些太空船的運動軌跡被用來更精確地估計木星系統質量。行星的無線電掩星結果得到更好的木星質和和兩極扁平的數值。
木星 研究和探測
六年後，航海家計畫任務極大地提高了對伽利略衛星的認識，并且發現了木星環。它們還證實大紅斑是反氣旋，比較影像顯示大紅斑已經改變了形狀和顏色，從先鋒任務的橙色轉變成暗褐色。此外，這一計劃還發現電離的原子沿著埃歐的軌道構成環形，和發現這顆衛星表面的火山，其中有一些還在噴發的過程中。當太空船從木星的背後飛過時，還觀察到夜晚大氣中的閃電。
隨後探測木星的是尤利西斯太陽探測器，以執行繞行太陽的極軌道任務。在接近木星的階段中，進行對木星磁層的研究。由於尤利西斯沒有照相機，所以沒有獲取影像，第二次是在六年後以更遠的距離飛越。
在2000年，卡西尼探測器在前往土星的途中飛越木星，並提供了一些有史以來最高解析度的木星影像。在2000年12月9日，太空船拍攝到衛星希瑪利亞的影像，但是解析力太低，無法顯示表面的細節。
新視野號探測器在途中，於2007年2月28日達到最接近木星的位置，藉由飛越木星時的重力助推前往冥王星 。這艘探測器的照相機測量從埃歐的火山噴發出的電漿，並且以細的研究全部4顆的伽利略衛星，以及遠距離的觀測外圍的希瑪利亞和伊拉拉。從2006年9月4日就開始拍攝木星系統的影像。
木星 研究和探測
伽利略號是第一艘在軌道上環繞木星的太空船。它於1995年12月7日進入軌道，環繞這顆行星7年之久，並飛越過所有的伽利略衛星和阿馬爾塞。這艘太空船在接近木星的途中，對1994年舒梅克－李維九號彗星撞木星的事件進行了觀測，見證了此一撞擊事件的影響。雖然伽利略號廣泛的收集了大量木星系統的資訊，但因為高增益無線電發射天線的布署失敗，使原設計的能力大為減損。
一個340公斤的鈦金屬製的大氣探針，於1995年12月7日從伽利略號釋放進入木星大氣層。它以大約2,575公里（1,600英里）的時速，在大氣層中下降了約150 km（93 mi），在它被壓力和高溫（23倍地球大氣壓，153℃）摧毀之前，蒐集了57.6分鐘的資料，而這個探針可能被熔解和蒸發了。伽利略軌道器本身也遭遇了同樣的命運，經過刻意操作在2003年9月21日以超過50Km/s的速度撞進木星的大氣層，以避免它撞上歐羅巴而可能造成的汙染——這顆衛星已被假設可能是生命的避風港。
來自此一任務的資料揭露氫在木星大氣層佔90% 。在探針汽化前，溫度資料紀錄超過了300℃（>570℉），風速測量超過644km/h（>400mph）。
木星 研究和探測
美國國家航空暨太空總署的太空船朱諾號在2016年7月4日抵達木星，預計未來的20個月將在軌道上繞行木星37圈。這次任務將以繞極軌道仔細的研究這顆行星。在2016年8月27日，朱諾號完成其第一次的低空飛越木星，並且送回木星北極的第一張圖像。
歐洲太空總署的木星冰月探測器（JUICE）在2023年4月14日於圭亞那太空中心發射升空，預計2031年12月到達目的地。
NASA在2025年的歐羅巴帆船任務。中国航天局在2029年左右执行天问四号任务。
由於木星的衛星歐羅巴、佳利美德、和卡利斯多的地表下可能有液體的海洋，因此對詳細研究冰衛星非常感興趣。但資金的困難拖延了進度，NASA的木星冰月軌道器（JIMO，Jupiter Icy Moons Orbiter）於2005年被取消。隨後提案由NASA和ESA共同執行的任務，EJSM/Laplace臨時決定預計在2020年研製而成。EJSM/Laplace將有NASA主導的木星歐羅巴軌道器和ESA主導的木星佳利美德軌道器。然而，在2011年4月，ESA因為預算的原因結束與NASA的任務夥伴關係。取而代之的是ESA計畫以只有歐洲參與的L1宇宙願景任務來在競爭和超越。
木星 衛星
木星有97颗卫星。1610年1月，意大利天文學家伽利略最早以望遠鏡发现木星最亮的四颗卫星，并被后人稱为伽利略卫星。它们环绕在离木星40～190万千米的轨道带上，由内而外依次为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四，然而近年中國有天文史學家提出在公元前364年，甘德以肉眼發現木衛三，但直至現時還未被公認。在1892年巴納德以望遠鏡肉眼觀測發現木衛五後，木星的其他衛星皆透過照相觀測或行星際探測器的相片發現。
木星 衛星
在以后的几个世纪中（至1950年代），人们又接连发现了12颗较大的卫星，使木星卫星的总数达到了16颗。直至1979年美国旅行者一號及1995年伽利略號等飞临木星系的时候，又发现了许多更細小的、離木星更遠的天然卫星，使人类所知的木星系卫星总数达到67个。2017年，卡內基科學研究所在追蹤第九行星時意外發現了新的12颗卫星，並在2018年7月正式確認。2003年，李凱 (科學家)新發現了一顆衛星:S/2003 J 24，並於2021年6月30日宣布該衛星確實存在。在2021年11月至2023年1月間，從2003年到2018年的檔案圖像調查中確認了更多的不規則衛星，以及謝柏德在2021年到2022年使用麥哲倫望遠鏡和斯巴魯望遠鏡進行的調查中發現9顆。截至2025年4月，木星的已知衛星總數達到了97顆，而这一数字还有可能继续增加。
木星 衛星
埃歐、歐羅巴和佳利美德，這些在太陽系中最大的衛星，軌道的形成拉普拉斯共振的模式；埃歐每繞木星運轉4圈，歐羅巴也很精確的繞著木星轉2圈，佳利美德則很精確的繞木星轉一圈。因為每顆衛星都在軌道上相同的點受到相鄰衛星額外的拖曳，這種共振造成的引力效應使它們的軌道被扭曲成橢圓的形狀。另一方面，來自木星的潮汐力致力於將它們的軌道弄成圓形。
它們的軌道離心率造成當木星的引力拉扯它們接近時，這三顆衛星的形狀規律的扭曲；而當他們遠離時，又會回復到比較接近球體的形狀。這種潮汐的扭曲使衛星的內部摩擦生熱，最顯而易見的是最內側的埃歐（受到最強的潮汐力）異於平常的火山活動；和程度較輕的歐羅巴表面年輕的地質（暗示衛星的外觀最近重新鋪過）。
在航海家任務之前，基於它們整齊排列共通的軌道要素，木星的4顆衛星被分成4個群組。之後，大量新的小衛星使這個畫面變得複雜起來。現在被認為有六個主要的群組，還有一些特立獨行，與其它的衛星顯然有所不同。
基本的子群是8顆在內側的週期性衛星，它們有著在木星赤道平面附近，接近圓形的軌道，並且被認為是與木星同時形成的。其它的衛星，包括數目不詳的不規則小衛星，有著橢圓與傾斜的軌道，被認為是被捕獲的小行星或是被捕或小行星的碎片。屬於同一群的不規則衛星共用相似的軌道要素，因而可能有著共同的起源，或許是一顆大衛星或是碎裂的一個天體。
木星 與太陽系的交互作用
伴隨著太陽，木星的引力影響與幫助塑造了太陽系。除了水星以外，太陽系行星的軌道平面都比較接近木星的軌道平面，而不是太陽的赤道平面（水星是唯一軌道平面比較接近太陽赤道的）。在主小行星帶的柯克伍德空隙主要是由木星造成的，而且這顆行星可能也要對內太陽系歷史上的後期重轟炸期負責。
和它的衛星，木星的引力場控制了無數被安頓在拉格朗日點的小行星。這些小行星在木星之前或跟隨在木星之後一起繞著太陽公轉。它們被稱為特洛伊小行星，並且分為希臘營和特洛伊營，以紀念伊利亞特。第一顆是馬克斯·沃夫在1906年發現的(588) 阿基里斯，自此之後，迄今已經發現了數千顆，其中最大的是(624) 赫克特。
大多數短週期彗星屬於木星族 －定義為軌道半長軸比木星小的彗星。木星族彗星被認為起源於海王星軌道之外的古柏帶。在接近木星時，軌道受到攝動進入較短的週期，然後在木星和太陽的引力交互作用下，規律地環繞著太陽。
木星 與太陽系的交互作用
由於其巨大的重力井和鄰近內太陽系，木星被稱為太陽系的真空吸塵器。它是太陽系內最頻繁接受到彗星撞擊的行星。它被認為是保護內太陽系的行星得以免受彗星的轟擊。最近的電腦模擬顯示，木星重力的攝動雖然可以改變進入內太陽系彗星的軌道，將它們吸積或彈出，但並未減少進入內太陽系的彗星數量。這仍然是天文學家爭議的主題，有些人相信它會將的彗星拉近地球，而另一些人認為木星保護地球免於受到被宣稱來自的彗星撞擊。木星被小行星和彗星撞擊的經驗是地球的200倍。
在1997年，對歷史上的天文圖繪的調查認為乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼可能在1690年紀錄了一次木星被撞擊的疤痕。調查也確認其它8個候選的觀測可能性太低或不是撞擊事件。在1979年3月，航海家1號在與木星相遇時拍到一顆火球。在1994年7月16日至7月22日這段期間，超過20顆舒梅克－李維九號彗星（SL-9，正式的名稱是D/1993 F2）的碎片撞擊在木星的南半球，首次提供了直接觀測太陽系內兩個天體的碰撞。這種撞擊對木星大氣的成分提供了有用的資料。
木星 與太陽系的交互作用
在2009年7月19日，在系統2的經度216度之處發現被撞擊的位置。這個撞擊在木星的大氣層留下一個與椭圆形BA的大小相似的黑點。紅外線的觀測顯示在撞擊點上有一個亮點，意味著撞擊造成南極地區低層區域大氣層的溫度升高。
在2010年6月3日，澳洲的業餘天文學家Anthony Wesley觀測到一顆火球的撞擊，造成小於以前觀測到的事件。稍後，另一位菲律賓的業餘天文學家也錄影捕捉到這次事件。2010年8月20日又有人見到一顆火球。
2012年9月19日，又檢測到另一顆火球。
木星 生命的可能
在1953年，米勒-尤里實驗證明了閃電和存在於原始地球大氣中的化合物組合可以形成有機物（包括胺基酸），可以做為生命的基石。這模擬的大氣成分為水、甲烷、氨和氫分子；所有的這些物質都在現今的木星大氣層中被發現。木星的大氣層有強大的垂直空氣流動，運載這些化合物進入較低的地區。 但在木星的內部有更高的溫度，會分解這些化學物，會妨礙類似地球生命的形成。
木星大氣層中水量甚少，且固體表面都在壓力極大的深處，因此認為不可能存在任何類似地球的生命。1976年，在航海家任務之前，曾經假設基於氨與水的生命可能在木星大氣層的上層進化。這一假設是基於地球的海洋態環境，頂層有簡單的光合作用浮游生物，低層的魚可以餵食這些生物，而肉食的海洋生物可以獵食這些魚。
木星 神話
木星，因為在夜晚以肉眼很容易就看見它，當太陽的位置很低時，偶爾也能在白天看見，因此自古以來就為人所知。在巴比倫，這個天體代表他們的神馬爾杜克（Marduk）。他們用木星軌道大約12年繞行黃道一週來定義它們生肖的星宮。
羅馬人依據神話將它命名為朱庇特（拉丁語：，也稱為Jova），是羅馬神話中主要的神，它的名字來自原始印歐語系的呼格合成*Dyēu-pəter（主格：*Dyēus-pətēr，意思是, "O 天神之父"或"O 日神之父"）。相對而言，木星對應於希臘神話是  宙斯（Ζεύς），也被稱為Dias (Δίας)，其中的行星名稱仍然保留在現代的希臘語中。
木星的天文符號，是以風格化表示的閃電符號。原始希臘神Zeus的字根是zeno-，用於和木星相關的語詞，例如：zenographic。
Jovian是從Jupiter轉成的形容詞，古老的形容詞是jovial，是中世紀的占星家使用的詞彙，原來的意思是"幸福"或"聖誕快樂"，是占星學中木星對情緒的影響。
木星 神話
在中、日、韓語系中，基於中國的五行，這顆行星被稱為木星。中國的道教它擬人化成為福星，希臘人稱之為Φαέθων,；法厄同（Phaethon）、"創新（blazing）"。在吠陀占星，木星被稱為祭主仙人（Brihaspati），是啟發靈性的宗教導師，通常稱為上師（Guru），字面的意思是"重人"。
在英語，週四（Thursday）是源自"雷神日"（Thor's day），是出在日耳曼神話。相較於羅馬神話就是朱庇特。羅馬星期的Jovis也重新命名為Thursday。
在突厥神話，木星稱為"Erendiz/Erentüz"，這意味著"eren(?)+ yultuz(star)"，而關於"eren"有許多有意義的理論。同樣的，它們也算出木星的軌道週期是11年又300天。他們認為一些社會和自然的事件連結到在天上運行的。
月球
月球，俗称月亮，是地球唯一的天然衛星，直徑約等于地球的四分之一，質量约为地球的1/81，相对于所环绕的行星，它是体积和质量最大的卫星，并且是太陽系中第五大的衛星，也是太阳系内密度第二高的卫星，仅次于木卫一。
一般认为月亮形成于约45亿年前，即地球出现后的不久。有关它的起源有几种假说，但沒有一種能完全合理地作毫無破綻的解釋，最被普遍认可的是大碰撞說，它假設月球形成于地球与火星般大小的「特亞」之间的一次巨大撞击。
月球
它的自轉與公轉同步（潮汐鎖定），因此以同一面朝向地球。月球正面標記著黑暗的火山熔岩海，中間夾雜著明亮和古老地殼的高地和明顯的陨石坑。從地球用肉眼觀測，月球是除了太阳之外最亮的天體，尽管它看起來非常明亮，但其表面实际很暗，反射率仅略高于旧沥青。由于月球在天空中非常容易被觀測，再加上規律性的月相變化，使它自古以來就对人类文化如曆法、藝術和神話等产生重大影響。月球的引力影響造成地球海洋的潮汐和每一天的時間延長。月球現在與地球的距離，大約是地球直徑的30倍，換而言之，將太陽系八大行星外加冥王星塞進地球與月球間還有剩余空間。而月球與太陽的大小比率與距離的比率相近(約1：397)，使得它的視覺大小與太陽幾乎相同，在日食時月球可以完全遮蔽太陽而形成日全食。
月球
月球是第一个人類曾經登陸過的地外星球。前蘇聯的月球計划在1959年发射了第一艘登月的無人太空船，而美國NASA的阿波羅計畫是到目前為止，唯一實現的載人登月任務。阿波羅8號在1968年曾載人環繞月球，1969年阿波羅11號首次載人登陆月球，至1972年人类共六次登月成功。這些任務总共帶回超過380公斤的月球岩石，其中有些被用於研究月球的地質，以了解月球的起源（通过相关的研究提出月球形成于45億年前的巨大撞擊假说），月球內部結構形成以及月球形成后的歷史。在1972年阿波羅17號之後，只有無人太空船繼續拜訪月球，其中最值得一提的是蘇聯的月球步行者漫遊車。自從2004年，日本、中國、印度、美國和歐洲太空總署都發射了繞月衛星。這些太空探測器確認了月球極區上永久陰暗的坑穴的土壤中有水冰的存在。2019年中國的探測器嫦娥四號首次登陸月球背面进行勘察，次年嫦娥五號携带月壤样本于2020年12月17日1時59分返回地球，成为自冷战结束之后再次有收集月球样本回地球的活动。现在人类有多个載人重新登陆探測月球的計畫，例如美國阿耳忒弥斯计划、中国载人月球探测工程等已經確定實施，但細節均在研議階段，短時間內還未能成行。美国亦将登月计划推迟到2027年。现在在外太空條約下，月球依然是所有國家以和平的用途可以自由前往探測的場所。
月球 名稱和語源
中文的“月”为象形文字，在甲骨文中月像一彎眉月的樣子。東漢許慎在《說文解字》一書中分析月的字型時說：「月，阙也。」人們經過觀察，發現月圓的時間少，阙（弦月或眉月等）的時間多，於是就照眉月的樣子創造出這個象形字。古称太陰、玄兔、嬋娟、望舒等。
在英語中月的專有名稱是“”。该名詞源於原始日耳曼語的“*”，在725年之前的古英語被称为""，1135年为“”，大約在1380年变为“”，之后再变成现在的写法。月球在現代英語的主要形容詞是“”，源自拉丁文的“”。另一個比較不常用的形容詞是“”，則源自古希臘文的“”（），是衍生自字首“”（例如“”）。古希腊塞勒涅（）和古罗马的狄安娜（）或称辛西娅（）的女神都是月球的名字。辛西娅和塞勒涅是反映月球处于不同轨道期如远月点、近月点的专门术名，狄安娜一名连接死亡，意指白天。
以天體位置來看月球也能稱呼為地衛一（，），但以天體位置來稱呼在天文學的術語使用上較為罕见。
月球 形成
有数種機制都认为月球形成於45.27億±0.10億年之前，即大約是太陽系誕生之後的3000萬至5000萬年。這些機制包括分裂說、捕獲說和地月同源說（孿生說）等。分裂說认为月球是由于離心力從地殼分裂出去，但要产生如此大的离心力，需要地球在诞生初始时有超高速的自轉。捕獲說则认为月球是在成型时被地球引力场捕获的天体，但这种假说需要地球拥有一個有非常大的大氣層來消耗月球通過時的能量，减缓月球运动速度。同源說认为地球和月球形成于同一原生吸積盤，但這种假说無法解釋月球上金屬鐵的匱乏，也不能解釋地月系統的高角動量。
现今主流的地月系統形成理論是大碰撞說：一顆火星大小的天體（被称为特亚，神话故事中月球女神塞勒涅的母亲）與原生地球碰撞，爆裂出的物質進入環繞地球的軌道，經由吸積形成月球。
月球 形成
该假说虽然不是很完美，但也许是最好的解释。在1984年10月有关月球起源会议召开前的18个月，比尔·哈特曼（Bill Hartmann）、罗杰·菲利普斯（Roger Phillips）和杰夫·泰勒（Jeff Taylor）挑战月球科学家同事们：“你们有十八个月的时间，下定决心，回到阿波罗数据，回到电脑中，做所有你们必须做的事。不要来参加我们的会议，除非你们有了有关月球诞生的话要说。”1984年夏威夷科纳的会议上，大碰撞假说成为最受欢迎的理论。
在会议之前，有三种“传统”理论学派，加上少数开始认真思考大撞击理论的人，以及为数众多，认为辩论永远不能解决问题的中间派。会后，学术界实质上只分为两派：大碰撞阵营和不可知论者。
月球 形成
大碰撞說认为：在太陽系诞生的早期，巨大的撞擊是很常見的。電腦模擬的大碰撞模型表明，这样的撞击后产生的双星系统具有充分的角动量匹配目前地月系统的轨道参数，而且也可以解释月球具有相对较小核心的原因。此外，大碰撞說还可以合理解释地月成分的不同：月球的大部分组成成分都來自撞擊前的天体，而并不是原生的地球。但是这个假说仍然不是很完善，例如对隕石的研究却顯示內太陽系的其他天體，如火星、灶神星等，其氧和鎢的同位素成分和地球不同，而地球和月球有非常相似的同位素成分。一个合理的解释是导致地月系形成的撞擊混合了地球和月球形成時挥发的物质，有可能导致两个天体之间同位素的組成变得均衡，但这种解释仍有爭議。
大碰撞中所釋放的大量能量和之後在地球軌道上再作用的物質會熔化地球的外殼，形成岩漿海。新形成的月球也會產生自己的月球岩漿海，估計它的深度范围为500公里（310英里）至1737公里(1079英里)，最深相当于月球自身的半徑。
尽管它准确地解释许多证据，但大撞击假说很难完全解释一切，其中大部分涉及月球的组成成分。
另外一种假说则认为大碰撞产生了两颗在同一轨道上的卫星，一个就是月球，而另外一个较小，直径只有约1000公里。在数千万年后，两个卫星缓慢相撞，最后合二为一。这种假说解释了月球一面地势平坦，另一面则地势起伏不平的原因。
2001年，华盛顿卡耐基研究所的一个研究团队报告了对月球岩石同位素最精确的测量值，研究小组惊讶地发现，阿波罗计划所带回岩石的同位素特征，与地球岩石相同，而不同于太阳系几乎所有的天体。这完全出乎于以前认为的进入轨道形成月球的大部分物质都来自于忒伊亚的想法。2007年加州理工大学研究人员宣布，忒伊亚同位素特征与地球相同的概率低于1%。2012年发表的阿波罗月球样品的钛同位素分析同样表明，月球和地球的组成成分相同，这完全有悖于大碰撞假说预期的月亮形成于远离地球的轨道或来自忒伊亞。
月球 物理特性
月球是地球的同步自轉卫星，它繞軸自轉的週期與繞地球的公转周期是相同的，這使得它幾乎永遠以同一面朝向地球。它之前以較快的速度旋轉，在后来由于地球产生潮汐摩擦，让其自转速度减慢，直到最后以同一面持续面对地球，即潮汐锁定。我们将月球朝向地球的一面被稱為正面，而相對的另一面则稱為背面，背面通常也稱為"暗面"，但是事實上它如同正面一樣会被照亮。当月相为新月时，我们看到月球的正面是黑暗的，而月球的背面则被太阳照亮。
月球是一个南北極稍扁、赤道稍許隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米。南北極區也不對稱，北極區隆起，南極區窪陷約400米。但在一般計算中仍可把月球當作三軸橢圓體看待。物理天平動的研究有助於解決月球形狀問題。通過天平動研究還表明，月球重心和幾何中心並不重合，重心偏向地球2公里。這一結論已為阿波羅登月獲得的資料所證實。
月球 物理特性
科学家曾經使用雷射測高儀和立體影像分析对月球表面的地形进行測量。月球表面最明顯的地形特徵是位于背面的巨大撞擊坑南極-艾托肯盆地，其直徑有2,240公里，是月球上最大的隕石坑，也是太陽系中已知最大的。它的底部是月球上海拔最低的地方，深度達到13公里。而月球海拔最高的地點则正好就在它的東南方，有人認為這個區域是造成南極-艾托肯盆地的撞擊所形成的隆起。月球上的其它大撞擊盆地，如雨海、澄海、危海、史密斯海和東方海等，也都擁有低海拔的區域和高聳的邊緣。月球背面的平均高度比正面高1.9公里。
在月球表面上用肉眼可以清楚看見有黑暗的，相對平坦的平原，我们称之为月海，這是因為古代的天文學家認為这些地方充滿了水。現在，我們知道这些黑暗部分是古代火山爆发后熔岩浆在窪地凝結成的廣大玄武岩。和地球的玄武岩類似，月海中的玄武岩含有豐富的鐵，而完全缺乏因水流過而出现的礦物。大多數噴發的熔岩浆流入與撞擊盆地相連接的窪地，形成月海。现在科学家已经在月球正面的月海中發現幾個拥有盾狀火山和火山穹頂的地質分區，这些是熔岩浆凝結形成月海的证据。
月球 物理特性
幾乎所有的月海都位于月球正面，占正面面積的31%，相較之下，在月球背面只有少數的月海，只涵蓋了背面2%的面積。這被認為和通过月球探勘者的伽瑪射線光譜儀所描绘的月球化學圖上所看見在月球正面地殼下的生熱元素的濃縮有关。生熱元素的濃縮會造成地函下的溫度上升，部分熔解，并上升到表面造成噴發。大部分玄武岩的噴發都出現在30至35億年前的雨海紀，但也有少部分样本的辐射定年显示其形成于更古老的42亿年，也有一些相对年轻的样品，最年輕的噴發物經由撞擊坑計數测定年限发现其发生在12億年前。
月球上較亮的部分被稱為“高地”，因為它們高於大多數的月海。經由輻射定年測定它們是於44億年前形成的，这意味着这些高地可能是在月球岩漿海形成时的斜長岩堆積所产生的。月球上沒有任何一個主要的山脈被认为由地质構造事件产生的，这和地球的情况刚好相反。
月球的四个中间相位每个平均持续约七天（约 7.38 天），但由于月球与地球之间距离的变化，从远地点（最远点）到近地点（最近点），这一时间可能会有约 ±11% 的差异。
自上一次新月以来经过的天数称为月龄。月相的完整周期称为朔望月。
月球 物理特性
要计算任意日期的月龄和月相，可通过确定自已知新月（例如 1900 年 1 月 1 日或 1999 年 8 月 11 日）以来经过的天数，并将该数值除以平均朔望月长度（29.53059 天）。除法的余数即为月龄。此方法假设月球轨道完全圆形，且不考虑新月的精确时间，因此结果可能有几小时误差。随着日期远离参考日期，准确性会降低。
这种简化计算适用于一般或装饰用途，例如月相时钟。若考虑月球远地点和近地点的精确计算，则需更复杂的方法。
由于月球章动，有时可以看到略多于满月的部分（最多约 101%）或月球背面的一小部分（最多约 5%）。
月球沿轨道运动时，每天在天球上平均向东移动约 13°。这意味着从新月开始，月球逐渐远离太阳，变得更加明显，直到满月时出现在太阳的对侧。随后，月球再次靠近太阳，直到下一个新月到来。月球在东方地平线上升起的位置和时间不断变化，这主要是由于月球轨道相对于地球赤道的倾角超过 5°，而地球赤道本身相对于黄道面倾斜超过 23°。
月球 物理特性
月球的外观取决于其反射特性和表面组成。月球的反照率约为0.12，类似于磨损的沥青路面。因此，虽然它在夜空中看起来明亮，但实际上相对较暗。低反照率源于月球的风化层，这是一层由陨石撞击形成的细小岩石碎片。风化层中光的散射产生了“对向增亮”现象，使月亮在满月时比上弦月或下弦月看起来更亮。
在没有大气影响的情况下，月球的真实颜色为暗棕灰色。这是由风化层中的硅酸盐矿物造成的，较暗的玄武岩平原（玛丽亚）和较亮的富长石高地形成了明显对比。玛丽亚由古老的火山熔岩流形成，含有更多的铁和钛，使其呈现较深色调。从地球上观察，月球的颜色可能会因大气影响而变化，在月食时呈现红色，有时由于火山颗粒而呈现蓝色。
月球还具有逆向反射特性，将光线反射回其来源方向，使整个月盘呈现均匀亮度，而边缘暗化现象不明显。由于月球椭圆形轨道的缘故，其视直径和亮度会变化，在近地点时比远地点亮约30%且大约大14%，这一现象被称为“超级月亮”。
月球有时会呈现红色或蓝色。在月食期间，由于太阳光的红色光谱通过地球大气折射到月球上，它会显得红色。因此月食有时也被称为血月。当月球位于低空并穿过稠密大气层时，它也可能显得红色。
月球 物理特性
当空气中存在某些颗粒，例如火山颗粒 时，月球可能呈现蓝色，这种现象被称为蓝月。
由于“红月”和“蓝月”一词有时也用于指一年中特定的满月，因此它们并不总是指月光呈现红色或蓝色。
平均每天月球都會承受超過3噸宇宙物質的撞擊，當中的小行星或彗星撞擊月球表面時會形成撞擊坑，是另一個主要會影響月球表面地形的主要地質事件。现在估計单在月球正面直徑大於1公里的隕石坑就大約有300,000個，其中有些隕石坑以知名的學者、科學家、藝術家和探險家的名字命名。月球地質年代是根据月面上的重大陨石撞击事件进行分界，包括在酒海、雨海和東方海等的撞击事件。这些撞击事件的結構特徵是产生多層物質隆起的環，通常是由數百至數千公里直徑的圍裙状噴發物沉積形成一個區域性的地層視界。由于月球没有大氣層、天氣变化，在最近几十亿年也没有地質活動，大部分環形山都保存得很完好。雖然有幾個多環盆地明顯的已經很久遠，它們還是能用於分派相對的年齡。由於撞擊坑是以恆定的速率累積，計算單位面積內的撞擊坑數目可以用來估計表面的年齡。阿波羅任務收集撞擊熔化的岩石以輻射測定年齡，群集在38億和41億年的年齡：這已被用來解释撞擊的後期重轟炸期。
月球 物理特性
覆蓋在月球地殼上的是高度粉碎的（碎裂成更小的顆粒）和撞擊園藝下的表面層稱為風化層，是由撞擊過程形成的。最細微的風化層，是二氧化矽的月球土壤玻璃狀物體，有著像雪一樣的紋理和聞起來像用過的火藥。較老的風化層表面一般比年輕的表面厚；在高地的厚度在10-20米之間，在海的厚度則是3-5米。
在細緻的粉碎風化層下面是“粗風化層（megaregolith）”，厚達數公里高度碎裂的基岩。
月球表面的化学元素分布极不均。按照其丰度依次为：氧、硅、铁、镁、钙、铝、锰、钛。氧的含量估计为42%（按重量）。碳和氮只有痕迹，似乎只存在于太阳风带来的微量沉积中，氢主要集中在月球的两极。
月球表面主要有四类岩石：月海玄武岩、高地岩石（主要包括斜长岩与富镁的结晶岩套）、克里普岩和角砾岩，且分布不均。
月壤是月球表面的细微表岩屑，主要是玄武岩和斜长岩物理崩解的结果，由多年来持续的流星撞击和太阳及星际带电粒子轰击所造成。
月球 物理特性
月球是一个已經分異的天體，即它拥有地殼、地函、和核心。月球的內核富含固態鐵，半徑大約为240公里，此外還有一個流體的外核，主要成分是液態鐵，半徑大約为300公里。核心周圍是部分熔融的邊界層，約有500公里的宽度邊界層結構是在45億年前月球形成不久之後，由月球岩漿海通過分離結晶形成的。岩漿海的結晶可以經由沉澱形成由鎂鐵質和沉積的橄欖石、斜輝石和斜方輝石等礦物组成的地函。四分之三的岩漿海結晶之後，可能形成密度較低的斜長石并浮在地殼的頂部。最後才由液體結晶的部分會被夾在地殼和地函之間，並且含有大量不相容和發熱的元素和之相符的是從月球軌道上遥感繪製的月球地質化學圖也顯示其地殼幾乎都是由斜長岩组成。通过对部分熔融的地函噴發出的熔岩流冷凝下来的月岩樣本的研究，科学家確認地函含有比地球更豐富的鐵，其主要成分是鎂鐵質。通过地球物理技術发现月球地殼的平均厚度約為50公里左右。
月球 物理特性
月球是太陽系內密度第二高的衛星，仅次于木衛一埃歐。但是月球的內核並不大，半徑大約是350公里甚至更小，只佔月球大小的約20%，相較之下，其它地球型天體的比例約為50%。它的組成尚不是完全清楚，可能是由金屬鐵组成，同时含有少量硫和鎳。对月球隨著時間變化轉動的分析顯示月球核心至少仍有部分是熔融的。
月球表面的引力约为地球的六分之一。月球的重力場已经通过围绕月球旋转的探测器發射无线电信号的所測量的。月球重力場主要的特徵是拥有质量瘤，即在一些巨大的撞擊盆地却反而出现较重的重力分布，这可能與组成这些盆地的玄武岩熔岩流密度较大有關係，這些異常對環繞月球軌道的太空船有極大的影響，如果经月球这些地域时，假如太空船与月面距离足够低，而且轨道不加修正的话，那么太空船会在数个月或数年间在月球表面坠毁。但令人困惑的是，熔岩流密度本身不足以完全解釋重力异常，有一些質量瘤的存在明显和月海中的火山作用形成的熔岩流无关。