月球上水冰的存在是近年來太空探索的重大發現之一。科學家通過多種途徑證實了月球上存在水冰的證據,尤其是在月球的南北極地區,這裡的某些永久陰影區域溫度極低,可達到零下240攝氏度左右,有利於水分子以固態形式穩定存在。
美國宇航局的月球礦物質繪圖儀搭載在印度的月船一號太空飛行器上,收集的數據表明月球極區永久陰影區可能存在水冰。地球雷達探測結果也顯示,在月球極區的某些地方,雷達信號顯示出與冰層類似的反射特徵。美國的LCROSS任務撞擊月球南極附近的凱布斯坑後,檢測到了水蒸氣和其他揮發性物質的存在,暗示該區域存在水冰。