对月球进行探测的无人航天器，我们通称为月球探测器。
以大椭圆轨道绕地球飞行的航天器，当它的远地点正好朝向月球方向时，也可对月球进行就近探测。但是，一般的月球探测器，或者绕月飞行进行探测，或者在月球上着陆进行探测，由于月球本身处在地球的引力范围内，所以飞向月球的探测器，不必达到第二宇宙速度，只要初始速度大于10.848米／秒，就可飞向月球。飞向月球的探测器，在离月球6.6万千米以前，主要受地球引力作用，它的飞行轨道，是相对地球的椭圆轨道。离月球6.6万千米以后，主要受月球引力作用，飞行轨道是双曲线。
为了节省能量，飞向月球的探测器，一般先进入绕地球飞行的停泊轨道，然后进入过渡轨道飞向月球，接近月球时，或者绕月飞行进行探测，或者从绕月轨道上下降，在月球上着陆。有的在月球上着陆的探测器，不进入绕月飞行的轨道。而直接从过渡轨道下降，在月面着陆。月球上没有可用作减速的大气，所以着陆探测器要么直接撞向月面（硬着陆），要么用火箭减速，实现软着陆。