חקר הירח
היסטוריה מוקדמת

האסטרונומים הבבליים שחיו באזור מסופוטמיה באלף הראשון לפני הספירה גילו מחזור בן 18 שנה של ליקויי ירח. באותו זמן ידעו כי 19 שנות שמש שוות לכ־235 חודשי ירח. במאה השנייה לפני הספירה סלאוקוס מסלוקיה העלה את התאוריה (שהתבררה כנכונה) כי הגאות והשפל נגרמו על ידי הירח (סלאוקוס חשב כי האינטראקציה נגרמת על ידי אטמוספירת כדור הארץ אך למעשה התופעה היא כתוצאה מכוח המשיכה של הירח). לפי סטראבון (1-1-0009), סלאוקוס היה הראשון שהעלה תאוריה את תאוריית הגאות והשפל, וכי גובה הגאות והשפל תלוי במצב הירח ביחס לשמש.
באמצע האלף הראשון לפני הספירה, אסטרונומים הודיים תיארו את מסלולי הירח ב־Aitareya Brahmana. בשנת 449 לספירה, האסטרונום ההודי אריאבהטה הזכיר ב־Āryabhaṭīya שלו כי בהירות הירח נובעת מהשתקפות אור השמש.
אחד מראשוני אנשי המערב שניסה למצוא הסבר מדעי לירח הוא הפילוסוף היווני אנכסגורס (428–500 לפני הספירה), שטען כי השמש והירח הם אבנים כדוריים ענקיים, וכי הירח מחזיר את אור השמש. תורתו האתאיסטית לגבי השמיים הייתה אחת הסיבות לכליאתו ולגרושו. בתיאור היקום של אריסטו (384–322 לפנה"ס), הירח מהווה את הגבול בין היסודות (אדמה, מים, אוויר ואש) לבין השמיים העליונים. בפילוסופיה של אריסטו, השמיים, שמתחילים מהירח, היו ממלכת השלמות, והשטח שתחת הירח הוא ממלכת השחיתות, וכל דמיון בין אזורים אלו נשלל בנוקשות. אריסטו בעצמו הציע כי יכול להיות שהירח הזדהם מממלכת השחיתות. בספרו הקצר "On the Face in the Moon's Orb", פלוטרכוס (46–120 לספירה) הציג דעות שונות בקשר למערכת היחסים בין כדור הארץ לירח. הוא הציע כי בירח יש גומחות אליהם אור השמש לא הגיע וכי הכתמים על הירח אינם אלא צללים של נחלים או תהומות עמוקים. הוא העלה גם את האפשרות כי הירח מיושב. בימי קדם הוצע כבר כי הירח הוא ראי מושלם וכי הסימנים על פניו היו השתקפות של תוואי כדור הארץ אך הסבר זה נדחה בקלות כי פני הירח לא השתנו עם תנועתו מעל כדור הארץ. ההסבר שהפך למקובל בסופו של דבר הוא כי ישנן וריאציות של "צפיפות" בירח שגרמו לירח להופיע כפי הופעתו. שלמות הירח, ומכך שלמות השמיים, נשמרה בצורה זו. אריסטרכוס מסאמוס (230–310 לפנה"ס) הלך צעד קדימה ומדד את המרחק בין כדור הארץ לירח והגיע לתוצאה כי המרחק הוא פי 20 מרדיוס כדור הארץ (המרחק הוא למעשה פי 60 מרדיוס כדור הארץ. רדיוס כדור הארץ היה ידוע בערך מאז ארטוסתנס).
בתקופת המדינות הלוחמות של סין, האסטרונום שי שן (המאה ה־4 לפנה"ס) נתן הוראות לחיזוי ליקויי שמש וירח בהתחשב במיקומם היחסי של שניהם. על אף שהסינים בתקופת שושלת האן (202 לפנה"ס–202 לספירה) האמינו כי הירח היא אנרגיה השווה לצ'י, תאוריית "השפעת הקרינה" שלהם זיהתה נכונה כי אור הירח הוא השתקפות של אור השמש. תאוריה זו נתמכה על ידי הזרם המרכזי של הוגי הדעות כמו למשל ג'ינג פאנג (37–78 לפנה"ס) וג'אנג הנג (78–139 לספירה), אבל נדחתה על ידי הפילוסוף בעל ההשפעה וואנג צ'ונג (27–97 לספירה).
חבש אל־חסיב אל־מארווזי, אסטרונום פרסי, ערך מספר תצפיות במצפה הכוכבים אל־סאמיסיה בבגדאד בין 825 ל־835 לספירה. בעזרת תצפיות אלו, הוא העריך כי קוטר הירח שווה ל־3,037 ק"מ (הקוטר הוא למעשה כ־3,476 ק"מ) וכי מרחקו מכדור הארץ הוא כ־363,345 ק"מ (המרחק האמיתי נע בין כ־363,000 ק"מ בפריגיאה לכ־405,700 ק"מ באפוגיאה). בשנת 1021, הפיזיקאי הערבי איבן אל־היית'ם הסביר את תופעת אשליית הירח (אשליה כי הירח נראה גדול יותר כאשר הוא באופק וקטן יותר כשהוא באמצע השמיים) בספרו Book of Optics, שהיא כי קביעת מרחק של עצם תלויה בכך שיש רצף קבוע של גופים המתערבים בין הצופה לעצם. עם הירח אין גופים מתערבים ולכן משום שגודלו של עצם תלוי במרחק ממנו הוא נצפה, שבמקרה זה אינו מדויק, הירח נראה גדול יותר כאשר הוא באופק. בגלל עבודתו של אל־היית'ם, אשליית הירח התקבלה בהדרגה כתופעה פסיכולוגית. אל־היית'ם חקר גם אור הירח והוכיח באמצעות ניסויים כי מקור האור הוא מהשמש וסיכם בצורה נכונה כי הירח "פולט אור מאותם אזורים בפני השטח שלו, בהם אור השמש פוגע".
בימי הביניים, לפני המצאת הטלסקופ, רבים החלו להכיר בירח ככדור. על אף שהיו שהאמינו כי הירח הוא "חלק", בשנת 1609, גלילאו גליליי צייר את אחד מאיורי הטלסקופ הראשונים של פני הירח בספרו Sidereus Nuncius וציין כי פני הירח אינם חלקים וכי יש עליהם הרים ומכתשים. מאוחר יותר בשנת 1651, ג'ובאני בטיסטה ריקיאולי ופרנססקו מריה גרימלדי ציירו מפה של הירח ונתנו למכתשים רבים שמות הקיימים עד היום. במפות, אזוריו החשוכים של הירח כונו "ימות" או אוקיינוסים והחלקים המוארים כונו רמות או יבשות.
חסידיו של אריסטו בימי הביניים, בעולם האיסלאמי ואחר כך באירופה הנוצרית, ניסו לתת משמעות לכתמים על הירח במונחים אריסטוטוליים. תומאס האריוט, כמו גליליי, צייר את הירח וביצע תצפיות במשך מספר שנים אך ציוריו לא פורסמו. המפה הראשונה של הירח נכתבה על ידי הקוסמוגרף והאסטרונום הבלגי מיכאל ואן־לאנגרן ב־1645. שנתיים לאחר מכן, ב־1647, מפה נוספת פורסמה על ידי האסטרונום הפולני יוהנס הווליוס. באותה שנה הוציא לאור הווליוס את ספרו Selenographia, sive Lunae descriptio, החיבור הראשון שעסק כולו בירח. המונחים שקבע הווליוס, אף על פי ששימשו את המדינות הפרוטסטנטיות עד למאה ה־18, הוחלפו על ידי המונחים שפורסמו על ידי האסטרונום הישועי ג'ובאני בטיסטה ריקיאולי ב־1651 (ימות ורמות). בשנת 1753, האסטרונום הישועי קרואטי רודר בוסקוביק (Ruđer Bošković) גילה כי לירח אין אטמוספירה. בשנת 1824, הפיזיקאי והאסטרונום הבוואריאני פרנץ וון גרוית'ויזן הסביר כי המכתשים על פני הירח הם תוצאה של התנגשות מטאוריטים.
האפשרות כי ישנה צמחייה על הירח וכי היא מיושבת על ידי סלנים הייתה מקובלת על אסטרונומים רציניים אפילו בעשורים הראשונים של המאה ה־19. בשנת 1835, מתיחת הירח הגדולה הוליכה אנשים שולל כי על הירח חיים יצורים אקזוטיים. בערך באותו זמן (בין 1834 ל־1836), ויליאם ביר ויוהאן היינריך וון מדלר פרסמו את חיבורים בן 4 הכרכים Mappa Selenographica ואת הספר Der Mond ב־1837, בו הם קבעו בתקיפות כי על הירח אין גופי מים או אטמוספירה ניכרת.
בשנת 1913 בהובלת מארי אדלה בלאג פורסם קטלוג שמות של גופים על פני הירח.