随着人类航天科技的发展，人类开始把目光放得更远，开始了空间探索阶段。月球是地球的唯一的天然卫星，自然成为空间探测的第一个目标。空间探测器实现了对月球和行星的逼近观测和直接取样探测，开创了人类探索太阳系内天体的新阶段。而自从美国人首次登陆月球以来，人类就对开发月球进行了设想，同时还制定了建立月球基地的计划。
与此同时，人类对太阳系的其他行星的探索也在同步进行，美国人已经制定了登陆火星的计划，俄罗斯的火星计划也已经出台。
开发月球的设想
经过40多年的空间探索，齐奥尔科夫斯基的预言得到了证实：“人类不会永远停留在地球。”为了把人类的活动舞台扩展到其他星球，为了利用空间并造福人类，月球必然是人类注目的第一个星球，研究、开发月球对人类有很多好处。
月球上有丰富的矿产。航天员登月时，已经发现月球上有极大储量的钛及其他矿产。利用月球矿产，可以非常便宜地制造航天飞行器硬件，而且从月球发射物体要比从地球发射容易许多，因为月球引力远比地球引力小，又无空气，航天器射离月球无须克服空气阻力。例如，从月球发射一个高度近地轨道的有效载荷所需总能量比在地球上发射同样重量所需能量小20~30倍；又如航天飞机的载荷只占整个发射重量的15％，如果用同样的运载工具从月球发射，其有效载荷可占总发射质量的50％。一旦月球获得开发，月球能作为人类飞往其他行星的理想基地。
月球若在太阳系内建立大型太空站，或太空居民点，开发月球资源以供需求是最经济的途径。有许多人预言，去太空居住和生产是人类活动的下一个主要领域。当太空侨居区出现时，不可能再依赖地球上的经济支持和物资供应，而必须建造空间生产基地，利用地球以外资源发展工业。月球是提供这种资源的宝库。
自从美国“阿波罗”登月计划完成之后，经过30多年的沉寂，人们又在热烈谈论开发月球的事情了，很多科学家还提出建立月球基地的建议。1989年7月，美国时任总统布什还曾宣布要把月球作为人类飞往火星的基地，并打算于2005年正式破土动工。看来，在未来几十年内，开发月球、建立月球基地是势在必行和一定要做的事了。
展望航天未来空间技术的迅速发展，导致人类外空活动的日益扩大，已经把建造大型航天站、太阳能电站、太空工厂和空间居民点的任务放到了科学家的面前。但是，要实现这些目标，需要大批原材料，如果从地球向宇宙空间运送，费用非常昂贵，终非长久之计。因此，寻找地球外的材料来源，例如从月球和小行星获取材料，以及降低它们的运输费用，就成为发展空间工业生产，建造航天站和太空居民点的关键。
远在“阿波罗”飞船登月的历次航行中，航天员曾从月球带回许多月球岩石样品和尘土。经过分析表明，它们主要由40%的氧、30%的硅和20%~30%的各种金属元素如铝、钛、锰、铁等组成。金属元素经加工后的基本构件可用于制造各大型航天站；硅是玻璃、陶瓷与半导体的基本材料，可用于制造光学和电子元件；氧则供给居民需要。因此，月球确实是地球之外的资源宝库与材料来源。月球的低重力环境又为低成本运送月球材料到宇空间提供了保证。月球上的重力仅仅是地球重力的1/6，把材料运往空间所需的脱离速度很小，只有231千米/秒。再加上月球上无空气，不存在空气阻力，所以从月球射离物体比在地球射离容易许多。这就是科学家们提出开发月球，建立月球基地的主要需求背景。
人类要开发月球并从其上获取丰富的资源，还得先建造月球基地；作为先导，很可能不是直接建造为开发资源的月球基地，而是建造月球宇航基地，用以向宇宙空间射离物体以及为人类飞往火星作准备。建设这些基地的材料何处来？如果是从地球运来，其代价是非常高的。
科学家提出，在月球上建造一个宇航循环基地需1000吨水泥、330吨水和3600吨钢筋，若将这些材料从地面运往月球，每吨需耗资5000万美元，显然太昂贵了。材料学家对月球岩样进行分析和试验后认为，只要把氢带上月球就可把月球上的岩石变为最理想的建筑材料。月球表面钛铁含量极为丰富，这些矿物被加热至800摄氏度后与氢结合会产生铁、钛、氧气和蒸汽。在此过程中产生人类生存所必需的水和氧气。月球岩石可精炼成轻型和坚固的水泥，剩下的铁矿可用来冶炼钢筋。这种月球岩石同其他小行星的组成物质相似，已经在茫茫宇宙中存在了许多亿年，不但能抵挡太阳射线对其粒子的辐射，还能经受极大的温差考验。材料科学家利用航天员带回地面的月球岩石样品制成了一块目前世界上无法同它相比的最强硬、最坚固、最富弹性的混凝土。
这种混凝土是唯一能在气候异常的月球屹立的建筑材料。在月球上生产每千克这种品质的混凝土只需氢3克，而且只要具有总重量约200吨的机械钻探设备就可投入月球物质的挖掘。化学科学家设计了许多从月球岩土中提取纯净元素的方案，包括利用太阳能加热月球物质的物理分离法以及利用氢氟酸之类的试剂从氧化物中取得氧、硅和金属的化学分离法，每个加工厂设计得能循环使用试剂和废料的齐全生产单位。一个只有1吨重的小小的试验性化工厂，每年可将十几吨月球物质加工成氧、金属和玻璃。因此，科学家认为，建设月球基地的基本材料不必从地球运去，可以就地取材。待月球基地建成后，可以大规模开发月球，建造月球工厂，并把大批材料通过宇航基地射离月球，输往地球轨道和太阳系空间，用以建造各种大规模航天站，并为太空工业提供原料，为太空居民城镇建设供应建材。
月球上的尘土确实非常有用，用它还可烧制房屋的砖、瓦和管道；利用尘土覆盖航天员居住点和月球实验室，可使他们免受宇宙射线、太阳耀斑的侵害，近2米厚的月球尘土可使航天员获得与地球相同的对宇宙射线的防护机制。开发月球，建设月球基地不仅是可能的，而且是人类在地球外开拓疆域必然要做的一项工作。
开发月球还能使它成为人类未来从事科学研究的前哨阵地。在那里，科学家不仅能够直接研究月球的种种特性及其演化过程，而且也可能是唯一揭开地球早期史奥秘的地方。例如，研究它的矿物构造过程，可以和地球比较。利用月球无空气、低重力、自转速度慢和环境幽静的特点，有可能在物理学、化学、生物学和其他科学方面进行唯一性实验；在月球上进行天文学与天体物理的研究比在地球更具优越性。对人类社会来说，开发月球会使它显得日益重要起来。
从天文学角度考虑，地球日益严重的污染，影响天文观测。月球背面提供了最佳天文观测位置，因为那里总是背离地球，可以完全隔开上述干扰。在月球上还可以进行月球和行星科学、天文学、物理学、化学、生命科学等种种科学研究。
综上所述，研究月球对人类的未来有重大意义。当然，要在月球创建居住地和基地，还有许多问题和困难需要解决，并且要大量投资。但开创空间时代30余年的成功使人们确信，月球注定会成为人类活动的场所，随着空间技术的改进以及在空间制造硬件便宜，投资也不会太大；如果进行国际合作，每个国家分担的费用更不会高。有科学家预言，在未来1~2个世纪，月球基地必将成为人类生存和发展的新疆域。
建立月球基地的计划
虽然月球物质驱动器和空间轨道间运输飞船两项关键技术还在努力解决之中，科学家们却已经在拟定月球基地的发展计划了。
早在1979年，为了对各国在月球和其他天体上的活动进行组织和管理，12月18日联合国通过了月球条约。
1987年10月在国际宇航科学院的会议上，来自50多个国家的近1000名科学家和工程师联名提议建造国际月球基地。提议中的建造计划大致分四个阶段。
第一阶段的目标：在2001年前建造一个载人月球轨道航天站。到目前为止，人类已经先后建立过若干地球轨道上的航天站，例如“和平”号航天站。
第二阶段目标：在2010年前在月球建立研究实验室，其中在2003~2005年，由6名航天员首批登月，组成基地站；2006~2010年，基地人员增至30人，建成研究实验室。
第三阶段目标：发展主要生产设备，并为每年向地球同步轨道和其他地方输出10万吨产品而继续扩大有关设施。这可能要一段相当长的历史时期。
第四阶段目标：到21世纪末建成具有高度生产能力的月球基地。
此外，科学家的联名提议，还要求建立相应的国际月球基地开发机构。它的主要作用应包括诸如召开规划会议，讨论建造月球基地的政策和法律等等有关问题。当这样的国际月球基地开始建造并变成现实时，可能会出现一些全新的问题。例如国家的意义、国家的边界和人类之间的相互关系，有可能需要重新探索和认识，或者说，至少会赋以新的含义和内容。
科学家们建议的国际月球基地，其最终目标是拥有高度生产能力，显然是一座月球城镇，离我们还相当远。而第二阶段目标已经就在眼前，规模不会很大，科学家们也研究得比较具体。他们认为，早期的月球基地应包括一个检测月球物质、监测基地成员健康状况和生活食品的试验舱，一个生活舱，一个不加压的储藏舱，一个加工月球物质的小小化工厂，一个带观测室和气闸门的连接舱，以便出入月球表面，两辆月球运输车。这种基地的成员可包括：指令长、机械师、机械技师、医生、地质学家、化学家和生物学家。基地成员每两个月轮换一次。每次通过在低月球轨道上会合的轨道间运输飞船和月球游览车交换3~4个基地工作人员。
在这之后，人类将可利用小小化工厂生产的产品和建筑材料，在月球上建造固定的、坚固的宇航基地，为今后把开发出来的月球物质送往空间各用户和为人类飞往火星做出发地。
美国利用核反应堆供能的方案
2009年，英国《新科学家》杂志公布了美国宇航局未来重返月球计划中，建造月球基地的部分设计方案，其中一项就是利用核反应堆供能的方案。
在月球上的漫漫长夜，可利用核反应堆供能，如果居留地不是位于极地，月球之夜最长可持续大约14天。这些反应堆的功率为40千瓦，大约足以供30家普通美国家庭使用。反应堆上方的黑色面板是散热器，可用来疏散过剩的热量。为了防止宇航员受到反应堆伤害，这些东西都距离居留地有一段距离，而且周围被成袋的月球土包围。其他设计方案要求把核反应堆埋在月球地下。
向太空要电能
煤作为主要能源曾在工业革命中起过主要作用；而作为能源的石油是和20世纪的种种产业成就联系在一起的。可是，随着世界经济的发展，电力消耗日益增快，能源不足的矛盾相当突出。另一方面，更进一步和过分使用煤和石油还可能导致地球自然环境的破坏；更大规模发展核电站又担心会构成对人类生命安全的威胁。于是很多科学家不约而同地想到了利用太阳能。
确实，如能利用太阳能作能源，可以避免上述种种矛盾和担心。太阳能真是取之不尽，用之不竭，亿万年来无私地奉献给了宇宙，也为人类送来了光明和温暖。太阳把辐射到宇宙空间能量的大约1/20亿穿过15000万千米的路程投射到地球上。这能量相当于173万亿千瓦的功率，或者说约等于每秒钟把550吨原煤的能量输送给地球。但是，太阳能的散射面很宽，特别是经过地球大气层时，大部分能量被大气层反射、散射或吸收掉了。在宇宙空间，由于太阳光线不会被大气减弱，也不会被大气阻拦，可以直接受到太阳光的照射，因此在那里建造一个太阳能电站，是个好主意，好想法。