Daha ayrıntılı teleskopik ve uydu gözlemleri olduğu kadar çıplak gözle yapılan gözlemler de Ay’ın iki farklı türde araziden oluştuğunu gösterir. İlki engebeli, daha parlak, dağlarla doludur ve Ay’ın görünen yarısının üçte ikisini görünmeyen yarısınınsa onda dokuzunu kaplar. İkinci türe Latince “denizler” anlamına gelen maria adı verilir. Kıtalar için kullanılan “yükseklikler” sözcüğü de, gerçek anlamı düşünüldüğünde, o alanın tümü yüksek olmadığı için yanlıştır. Maria da, o alanın suyla hiç ıslanmadığı düşünüldüğünde yanlış bir addır.
Ay’ın teleskoplarla incelemesi sonucunda tüm yüzeyinin kraterlerle kaplı olduğu anlaşılmıştır. Kraterlerin sayıları çok fazladır; büyüklükleri, Mare İmbrium (Yağmur denizi) ya da Mare Orientale (Doğu denizi) gibi oluşumların 1.000 km genişliğinden, Apollo’nun Dünya’ya getirdiği saydam taşların oluşturduğu 10-20 mikronluk çukurlara kadar değişir. Bu oluşumların kökeni artık belirlenmiştir: Asteroitlerden kuyrukluyıldızlara kadar çeşitli gök cisimlerinin etkisiyle oluşmuşlardır. Ay’ın yüzeyi bir atmosfer tabakasıyla kaplı olmadığı için, Ay’a çarpan tüm cisimlerin Ay üzerindeki etkileri, saniyede birkaç kilometrelik kozmik hızlarla oluşmaktadır. 3 km/saniye hızla hareket eden bir parçacık, aynı ağırlıktaki TNT’nin patlamasıyla çıkan enerjiye eşit miktarda kinetik enerjiye sahiptir. Bu kinetik enerji bir etkiyle harcandığında, mekanik ya da ısıl enerji olarak başka bir biçim alır; sonuç, krater adı verilen izlerdir. Küçük ve orta büyüklükteki kraterler, vuruş merkezindeki taş tabakalarını ortaya çıkaracak biçimde oluşmuştur. 100 km’lik büyük kraterlerin oluşumunda ortaya çıkan ısı, tüm krater yüzeyinin eriyik maddelerle kaplanmasına yolaçmıştır. Ay’ın yüzeyindeki en büyük oluşumlardan dairesel Maria’da yüzeyin lavlarla kaplanması, kraterin oluşumundan yalnızca birkaç yüz milyon yıl sonra oluşmuştur.
Bu bilgiler, Apollo’nun getirdiği Ay taşlarının mineral bileşimiyle tamamen uyuşmaktadır. Mineraloji açısından Ay “maria”sının çukurlarını kaplayan koyu saydam maddenin ana yapısı, bazaltlı gabbro olarak tanımlanabilir. Bu madde, Dünya’daki lavlara benzerse de demir ve titanyumca daha zengindir. Buna karşı, kıtasal alanları oluşturan taşlar, Dünya’daki granitlere benzeyen feldispat taşlarıdır. Bunlar, Anortozit denen bir çeşit saf feldispat içerirler. Anortozitler bazalt taşların demir ya da magnezyumunu alüminyumla değiştirip onların hem daha açık renkli olmasını sağlamış, hem de ağırlıklarını azaltmıştır. Ay’da anortozitlerin bulunması, Ay’ın kabuğunun kimyasal olarak farklılaşmış ve demir gibi ağır elementlerin daha hafif bileşenlere ayrılmış olduğunu gösterir. Buna ek olarak, anortozitler çoğunlukla iri taneli mineraller içerirler. Bunun anlamıysa, eriyik durumundayken yavaş yavaş soğudukları, dolayısıyla bu olayın Ay yüzünde gerçekleşmediğidir.
Ay’daki kayaların fiziksel dokusu, kimyasal bileşimlerinden daha da ilginçtir. Çünkü bu doku, Ay yüzeyi oluşumlarının kökenini ortaya koymaktadır. Dikkat çekici olan, Ay kıtalarından getirilen gereçlerin ağırlıkla %85-90’ını breşlerin oluşturmasıdır. Breşler, önceden var olan billursu yapıdaki kayalardan oluşan polimiktik (çeşitli maden tozlarından oluşan) konglomeralardır. Bu kayalar, ilk katılaşmalarından önce ortaya çıkan olaylar sonucu, farklı kökenlerden türemiş köşeli parçalar oluşturarak kaynaşmışlardır. Böylesi breşlerin yapısında ani başkalaşımlar (yüksek sıcaklığın ve çarpmayla oluşan basıncın yol açtığı değişiklikler) belirgin biçimde görülür. Buradan da, çeşitli büyüklüklerdeki gök cisimlerinin yüksek hızlarla Ay yüzeyine çarparak breşlerin kendilerine has yapısını değiştirdiği kesin olarak anlaşılmaktadır. Ay yörüngesindeki uzay araçları, yerçekiminin son derece yüksek olduğu bölgeler buldu. Maskon adı verilen bu bölgeler, genellikle maria alanlarının pek çoğunun altında bulunur. Bunların, çarpma etkileriyle maria alanlarını oluşturan cisimlerdeki maddelerin ya da aynı alanların lav püskürmesi sonucu eriyik durumundaki iç katmanlardan gelen volkanik kayalardaki yoğun maddelerin derine gömülmüş artıklarının kimi yerlerde yoğunlaşması sonucu ortaya çıktıkları düşünülmektedir.