En nøytral atmosfære tilsier at en ionosfære eksisterer, fordi oksygenmolekyler ioniseres av nedslagene av energetiske elektroner som kommer fra magnetosfæren og av solens EUV-stråling (ekstrem ultrafiolett stråling). Ionosfærens natur er imidlertid kontroversiell. Noen -målinger fant en forhøyet elektrontetthet nær månen, som antyder en ionosfære, mens andre målinger ikke oppdaget noe. Elektrontettheten nær overflaten er av ulike kilder anslått til størrelsesorden  cm. Per 2013 er ionosfærens parametre lite begrenset.