前苏联、美国的月球探测获得了无价的月球样品、数据和探月经验，大大促进了人类对月球、地球和太阳系的认识，带动了一系列基础科学与应用科学的创新和发展。
月球探测带动了月球科学，尤其是月球地质学的发展。人类第一次对除我们居住的地球之外的天体有一个系统的了解，包括对物理特性、轨道参数、空间环境、表面结构与状态、矿物岩石与化学组成、内部物质构成等的了解。
月球探测还催生了一些新的学科如比较行星学。大量探测数据和样品分析结果，使得对地球与月球的详细比较研究成为可能，并依此延伸到探测数据有限的其他行星的对比研究，极大地加深了人类对其他类地行星的认识同时，由于在地球上研究地球不可避免地会导致“近视”，要完全了解我们居住的星球，必须研究其他行星，比较其异同之处，因此月球探测科学研究也促进了地球科学的发展。
21世纪，月球探测将进入一个新的高潮期，这期间除了发射月球探测器对月球做进一步深入探测以外，开发利用月球资源，建立月球基地将成为新一轮月球探测热潮的重要目标。
美国：重返月球计划在20世纪90年代美国又发射了“克莱门汀”和“月球勘探者”两颗月球探测器。
“克莱门汀”探测器1994年1月25日，由“大力神”火箭从范登堡空军基础发射“克莱门汀”环月探测器，2月21日进入月球轨道，该探测器重424千克，三轴稳定，它装载有紫外/可见光相机、近红外相机、高分辨率相机、激光雷达系统、长波红外相机、星跟踪器相机等设备。其主要目标是对美国国防部下一代卫生所需的轻型成像遥感器及组件技术进行空间鉴定。它获取的180万张月面图像证明月球极区可能有水存在。
“月球勘探者”探测器1998年1月7日，用“雅典娜2”火箭从卡纳维拉尔角46号工位发射了“月球勘探者”探测器。它是继“阿波罗”计划后美国发射的第二颗环月探测器，采用自旋稳定方式，质量295千克，环月轨道高度为100千米，其主要载荷为γ射线探测仪、α粒子探测仪、磁场仪和多普勒重力计。这项计划耗资0.59亿美元，主要任务是对月球火山口的寒冷区和极区冰的含量进行测定，为今后建立月球基地获取资料，还将完成月球表面化学成分的测定、月球全球磁场和引力场的测绘。“月球勘探者”所发回的数据比“克莱门汀”探测器要详细得多，这对了解月球起源和整体构造具有重要参考价值。
2004年1月14日，美国总统布什在位于华盛顿的美国宇航局总部发表讲话中，宣布新太空计划，重返月球是其中的最重要的任务。美国航天员最早将于2015年，最晚不超过2020年重返月球，并将在月球上建立永久性常驻基地，以月球作为跳板，为下一步将人送上火星甚至更遥远的星球做准备。为了实施这一宏大的计划，美国将投入2000多亿美元资金，并研制新的运载火箭、载人飞船和月球工作居住舱。
具体来说，前总统布什的太空计划内容包括完成空间站建设、停飞航天飞机、航天员重返月球、人类登上火星等。这个太空计划雄心勃勃，正如布什自己所说：“不知道这次旅行将在哪里结束”。
长期以来，美国航天界对美国载人航天的下一步目标，是登上火星还是重返月球，一直存在争论。虽然美国有许多人对火星情有独钟，但登火星在技术和经费上都有巨大困难。显然，在月球上建立太空基地，要比登上火星容易得多。首先，月球与地球的距离较近，事实证明，采用现有的火箭技术，可以将人和货物送上月球，月球与地球之间的通信也没有任何问题。其次，月球没有火星上的那种沙尘暴，在月球表面较容易着陆。当然月球上丰富的资源也具有极大的吸引力。
为了达到重返月球的目标，美国必须重新设计在月球着陆的航天运输系统。在1969～1972年，美国在执行登月任务时使用的“阿波罗”号飞船系统，只是为一次着陆和短暂逗留设计的，指挥舱只能装载3人，月球登陆舱则只能容纳2人。因此，美国必须设计出布什称为“乘员探索飞行器”的新一代飞船。这种飞船能够向月球运送一组航天员和大批物资设备。显然，它将不同于美国原有的“阿波罗”号飞船和现有的航天飞机。另一个技术难题是能源问题。在月球上建立太空基地，需要建立太阳能电站或核反应堆。如果美国计划在2030年之后将航天员送上火星，看来还必须发展采用新能源的火箭如核动力火箭，以缩短航天员的飞行时间。
美国在通过“水星”号飞船和“双子星座”号飞船掌握了载人航天的基本技术之后，在1961～1972年，耗费240亿美元研制了“土星”号系列运载火箭和“阿波罗”号登月飞船，先后完成了6次登月飞行，把12人送上了月球，实现了登月方面超过前苏联的目的，也促进了科学技术的进步。但这项耗资巨大的计划由于缺乏应用目标而无法继续下去，美国不得不转向近地太空的开发，研制航天飞机和空间站。这样，在登月计划中研制的“土星”号系列火箭(“土星5”号的低轨运载能力为126吨)和发展得比较成熟的飞船技术，至今还没有得到进一步的应用。美国在研制航天飞机和国际空间站过程中，虽然在技术上取得了许多重大突破，在太空科学实验方面，也取得了一大批成果，但也有不少人认为，它所花的费用远远大于它的科学目的和实际用途。2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机机毁人亡，又再次引起了人们对国际空间站的广泛争议。在这种背景下，布什提出太空新计划既可以激发民族自豪感，也可以重新修正美国航天的发展方向。
2005年9月19日，美国正式宣布新的登月计划，新登月计划将耗资1040亿美元，将采用新一代航天工具，包括新型运载火箭、形同“阿波罗”号的宇宙飞船和登陆舱。如果一切顺利，美国航天员将在2018年(最迟2020年)重新登上月球。
新型载人航天器将结合航天飞机和“阿波罗”登月工程中安全可靠的设计和技术，性能更佳。新运载火箭将使用航天飞机的主要部件，诸如外挂燃料箱、固体燃料助推火箭和主发动机，并分为体积较小的载人火箭和体积较大的货运火箭两种，其中货运火箭大小与109米高的“土星5”号运载火箭接近，用来把货物运到月球表面，留做储备。航天员乘坐的宇宙飞船，名叫“载人探索飞行器”，将被置于运载火箭顶部，它的外形酷似放大了的“阿波罗”号，但质量增加1／2，能搭载6名航天员，在月球轨道运行达6个月之久，并能送4名航天员登上月球，在月球上逗留4～7天。
着眼国际合作的俄罗斯20世纪60年代，发生在美、苏两个航天大国之间的那场登月竞赛给俄罗斯人留下的是失败的痛苦回忆。
1958年，前苏联完成了对发射人造地球卫星的火箭的改造，使之可以发射月球探测器。当时有一些科学家建议把一枚原子弹送上月球并在月球上引爆，让全世界的天文学家都来拍摄爆炸时的情景，以此显示前苏联的技术实力。但物理学家认为，由于月球上没有大气，核爆炸的时间可能会很短，很难让地面上的天文学家拍摄到爆炸时的景象。因此，前苏联当局否定了这个建议。后来，前苏联政府把注意力转向载人登月上，从此开始了与美国长达10年之久的登月竞赛。
与美国一样，前苏联的登月飞行任务也打算使用一种大型运载火箭和一个轨道联合体来完成。登月运载火箭代号为“N1”号。1964年，前苏联政府决定要赶在美国之前率先将航天员送上月球。为完成这项任务，1962～1966年，“N1”号方案几经修改，有效载荷质量从最初的50吨增加到近98吨，第一级发动机的数量也从26台增加到30台。为了赶进度，第一次发射时，这些发动机都没来得及集体试车，就组装在一起发射，结果酿成了重大的发射事故。由于技术问题和设计过于复杂，“N1”号火箭在后来的几次发射中，也都以惨败而告终，导致了前苏联登月计划的破产。后来，俄罗斯航天专家总结经验时说：“这是一场不公平的竞争。当时美国比我们富裕多了，特别是当时苏联的国力由于与德国法西斯的战争和军备竞赛而被削弱了很多。登月竞赛一开始，我们就知道，我们不可能赢。”
而现在，在新一轮月球开发热中，俄罗斯人以低调和务实的姿态开始月球研究，充分发挥自己的长处，将重点放在月球车的开发和人类在长期宇宙航行中的生命保障系统研究上，并在各项航天事业中积极谋求国际合作。
除了准备参加印度的月球探测计划外，俄罗斯与欧洲空间局在太空开发和卫星的商业发射领域的合作已进入了一个重要阶段，通过俄罗斯独一无二的宇航技术与欧洲空间局的科技和资金二者的结合，全新的六座位宇宙飞船“快船”号有可能在2010年前取代“联盟”号载人飞船。新飞船能将人员与货物送入轨道站，需要时可将航天员与设备紧急撤回地球。它能用于长达10昼夜的自动轨道飞行，也可用于科研目的。此外，俄罗斯还与德国加紧合作，研究航天员如何预防空间辐射这一当代航天事业中最为复杂、最为紧迫的任务。
俄罗斯在载人航天方面拥有丰富的经验，因此也有可能参与美国新太空计划，包括火星考察人员的培训等。
俄罗斯的月球计划大体分3个阶段：2010～2015年为第一阶段，使用“联盟”号系列飞船开展月球探测；2015～2020年为第二阶段，实现航天员登月，建立经常性的月球交通体系，即先用“快船”号新型飞船把氦-3从月球运到停在国际空间站的太空拖船上，然后再用这种可携带25吨货物的太空拖船把氦-3运回地球。2020～2025年为第三阶段，在月球上建立常设基地，开发氦-3能源。
欧洲未来的月球探测早在1994年，欧洲空间局就提出了重返月球、建立月球基地的详细计划。1994年5月欧洲空间局召开了一次月球国际讨论会，会议一致认为人类在机器人技术、电子技术和信息技术等方面取得的巨大发展，已使人类对月球进行低成本的探测和研究成为可能。在此基础上，欧洲空间局成立了月球研究指导小组，提出了今后应加强月球探测与研究，主要包括：发射月球极地卫星，研究和获取高分辨率的月面地貌、化学和地质图像；设立月面站和机器人系统，测量月岩化学成分和矿物成分，采取月球样品，用于地面研究。2020～2035年载入登月，建立月球基地。
2003年9月27日格林尼治时间23：00，欧洲空间局从法属圭亚那的库鲁航天发射中心成功发射了“智慧1”号月球探测器，这是21世纪人类发射的第一颗探月卫星。虽然“智慧1”号只是一颗小卫星，主要目的在于通过探月的实践，检验在未来深空探测中将使用的一系列高新技术，但它已经把新一轮探月高潮的序幕拉开了。
“智慧1”号月球探测器的英文名为SMART—1，它是Small Missions for Advanced Research in Technology的缩写，意思是研究先进技术的小型航天器。作为欧洲探月的急先锋，“智慧1”号就像一个飞向月球的小精灵，它的外形近乎正方体，尺寸为1570×1150×1040毫米，发射时的质量为370千克，太阳能帆板展开后翼展为14米，能提供1.9千瓦的电力，造价约1.08亿美元。由于总经费较少，“智慧1”号大量采用了模块化、通用化设计，结构紧凑，而且它上面的许多零配件都是直接从商店购买，这使其成为了小型化的杰作。它携带的用于完成10多项技术试验和科学研究的有效载荷的质量仅为19千克。
“智慧1”号装载着6种科学仪器，其中3套遥感仪器用于月球探测，它们分别是多光谱微型照相机、高分辨率的红外光谱仪和小型X射线光谱仪。
多光谱微型照相机平均分辨率为80米，在300千米近月点的分辨率为30米(美国月球“勘测者”号的空间分辨率为200米)。通过对极区高分辨率成像，可辨别阴影区，进而寻找陨石坑中的水冰。此外，微型照相机还与地球上的光学地面站相配合，进行激光通信试验。
红外光谱仪在0.93～2.4微米范围内划分256个谱段。利用这些数据，可精确地确定各种矿物的成分。例如，可将月壤中的辉石与橄榄石辨别出来，这对了解月球外壳物质的演变是很重要的。这种红外光谱仪是由欧空局第一次研制和使用的，如果在探月中获得成功，将在未来的火星探测、水星探测、小行星和彗星探测中进一步应用。
小型X射线光谱仪用来测量X射线荧光，从而绘制月球表面的元素成分图。利用这些数据，可准确地计算月球外壳的成分，研究南极的陨石坑结构特征，绘制月球资源分布图。这种小型X射线光谱仪也是今后水星和太阳系其他行星探测的必备仪器。
“智慧1”号还是世界上第一个利用太阳能电火箭作为推进装置进行远距离飞行的航天器。
按照预定计划，“智慧1”号的整个飞行过程分为发射与早期入轨、地球逃逸、月球俘获和月球观测4个阶段。除了发射采用化学火箭外，包括早期入轨在内的其他阶段的飞行都依靠太阳能电火箭提供推力来完成。这是它最为突出的特色和亮点。但是，由于电火箭产生的推力很小，加速很慢，故而进入最终飞行状态需要的时间要比采用化学火箭所用的时间长得多。
为“智慧1”号提供飞行动力的太阳能电火箭发动机，严格说来是太阳能等离子体发动机。它使用氙气作为工作介质，并采用高效的砷化镓太阳能帆板将太阳光能转换成电能进而产生电磁场，利用电能电离氙气原子，形成等离子体，再通过电磁场的作用，使氙离子流高速喷出，从而为“智慧1”号提供推力。这种太阳能电火箭比通常使用的化学火箭效率要高10倍，所需推进剂即工作介质较少，可使航天器有更多的空间装载有效载荷。由于它利用的是取之不尽的太阳能，故而能在太空无重力状态下连续运转几年时间。它的缺点是推力和加速度都很小，要使航天器达到预定的飞行速度，用时很长。它的重要意义在于，假若这次飞行试验成功，今后就会在更远距离航行的航天器上采用这种推进系统。
为了掌握太阳能等离子体发动机的实际技术性能，“智慧1”号上装置了电推进诊断组件，用来监测推进系统的工作情况及其对航天器的作用效果。同时，它还携有航天器电势、电子与尘埃实验件，用以监测推进系统对电子通量、电场和航天器电势的影响，并研究地月空间的带电环境。此外，它还载有用来试验地球与遥远航天器之间的激光通信技术、实验航天器自主导航计算机技术等先进设备。
在“智慧1”号上所试验的太阳能等离子体发动机等新技术和它采用的多项探测技术，如被证明达到了预期的效果，将会对未来欧洲乃至世界航天技术的发展产生深远影响和重要作用。欧洲“智慧1”号携带的主要科学仪器及其任务仪器名称目的主要任务电推进诊断组件新技术实验监测推进系统的工作及其对航天器的影响航天器电势、电子与尘埃实验件新技术实验监测推进系统对电子通量、电场和航天器电势的影响，研究地月空间的带电环境深空X/Ka波段测控试验件新技术实验试验地球与高速飞行的航天器之间的下一代无线电通信技术，由深空转发器在X波段接收指令，并在X和Ka波段发射遥测数据
不甘示弱的日本1996年，日本提出了建造永久月球基地的计划，预计投资260多亿美元，在2030年建成月球基地，包括居住舱、氧和能源生产厂以及月球天文台。
日本于1970年发射了第一颗人造卫星，此后的很长一段时间内，日本都处于国际航天业的前列。在“飞天”号科学卫星绕月成功后，日本航天界信心大增，1991年又制定了别出心裁的月球探测计划，其中包括研制和发射“月球A”号和“月女神”等探测器。1994年，日本制定了一个更加雄伟的计划：投资260多亿美元，在2024年建成一个6人的月球基地，包括居住地、氧和能源生产厂以及月球天文台等。
“月球A”号由日本空间和宇宙科学研究所研制，重540千克，计划在上面搭载两个各高80厘米、直径16厘米的“矛型”钻探装置，卫星到达月球表面以后，两个钻探装置将插入月球地表，装置上携带的地震测量仪、热流量计等科学仪器将探测到的数据向卫星传送，再传回地球。
“缪斯A”月球探测器
1990年1月24日，日本宇航研究开发机构，用M—3S2—5型火箭成功发射了“缪斯A”月球探测器(又名“飞天”号探测器)，同时还搭载有“羽衣”环器，由于星箭分离时速度太低，探测器的远地点只有290000千米，后经多次变轨才达到远地点为476000千米的正常探测轨道。“飞天”探测器共绕月飞行了10圈，离月球最近的探测距离为16472千米，它于1993年4月10日在结束其使命后撞向月球。
子卫星“羽衣”重12千克，外形是一个26面体，上面装有一个4千克的固体发动机，用于环月探测，其太阳翼可以提供10瓦的电力，在“羽衣”的顶部安装有转发器和全向天线，用于数据传输和测控。原计划在1990年3月18日“飞天”探测器首次到达近月点时被释放，但由于转发器发生了故障，“羽衣”未能被释放，无法开展探测工作。
“月女神”
2007年9月14日，日本用H—2A火箭成功发射了“月女神”环月探测器，并搭载有“中继星”和“甚长基线干涉测量星”两个子探测器。两个子探测器均分离成功。“月女神”重量为3000千克，设计寿命1年，环月高度为100千米，共载有X射线光谱仪、γ射线光谱仪、多波段成像仪、光谱剖面仪、地形相机、月球雷达探测器、激光高度计月球磁强计、带电粒子光谱仪、等离子体分析仪等15种探测仪器。两个子探测器各重50千克，分别负责从探测器到地球的通信传输和精确测量月球的位置及运动情况。
“月女神”探月计划是自美国“阿波罗”计划以后规模最大，同时也是最复杂的探月计划。日本科学家希望通过随身所带的仪器了解月球表面成分和矿物组成、月球表面的结构、重力场、磁力场、高能粒子环境以及月球的等离子区等。通过上述研究活动，希望进一步揭开月球的起源及演进的秘密。
“月女神”探测器计划由日本宇宙开发事业团与日本空间和宇宙科学研究所共同实施。该计划的主要目标是解决探索太阳系所必需的关键问题，特别是软着陆和数据中继技术。日本称“月女神”是日本未来月球探索计划的第一步，将为2024年日本建立有人月球基地奠定基础。
目前，日本已在月球机器人上技高一筹，积累了丰富的技术经验。日本宇宙科学研究所和东京大学开发成功了一种月球探测鼹鼠机器人，它的外形是一个直径10厘米、长20厘米的圆筒，可以像鼹鼠一样钻入月球地下11米，采集矿物质加以分析，弄清月球地表的结构。它有排沙和掘进两种装置，排沙装置有两根旋转的滚柱，能把挖出的沙石碾轧结实，掘进装置则把活塞顶在碾轧后的沙石上，用活塞推动身体前进。研究人员下一步的任务是制作月球地面配合设备，设计中的地面设备直径为20～30厘米，内装有太阳能电池。月球地面设备除了向机器人供应电力之外，还负责接收机器人的探测数据，向地球发送信号。
印度：后生可畏
印度将在俄罗斯的帮助下，在2011～2012年间，实现“钱德拉扬2”号探测器登月计划，在月球表面进行探测。
印度的航天事业从1962年起步，经过40多年的发展，如今在世界航天国家中占据重要的一席。在月球探测中，印度同样不甘落后。
2003年年底，印度设计制造的一台使用液氢、液氧为燃料的低温火箭发动机在地面试验中成功燃烧了1000秒，超过了太空飞行所需的721秒的最低要求。这次试验的成功使得印度成为继美、俄、法、中、日之后世界上第6个有能力自行制造低温火箭发动机的国家。随着印度研制的低温发动机取得巨大进展，加上已有的卫星遥感技术走在世界前列，印度实施月球探测计划的技术已经成熟。
也是在这一年，印度启动了月球探测计划。该计划代号为“钱德拉扬”(即“月球初航1”号)，准备耗资8500万美元，在2007年发射一颗重1050千克的绕月卫星。
印度绕月卫星将由印度极轨卫星运载火箭发射，最终进入距离月球100千米的月球极地轨道运行，对月球表面进行两年的探测，主要任务是测绘地貌、分析化学成分和调查矿物分布。
印度科学家目前正在加紧研制32通道的频谱仪、低能和高能X射线频谱仪、太阳X射线频谱仪和激光测高计。另外，用来测量极地水冰的合成孔径雷达将由美国约约翰霍普金斯大学的应用物理实验室研制。为了接收月球探测器的信号，印度正在建设34米直径的天线，印度卫星测控中心的专家认为，对于印度的探月任务来说，25米直径的天线就足够了，但为了今后的深空探测任务，必须留有余地。
2004年11月22日～26日，第6届月球探测与应用国际会议在印度召开，印度不但以自己的月球计划吸引了全世界的眼球，也以辉煌的航天成就向世界证明了，印度正在成为具有全球影响力的航天大国。
美国与八国合作探月2008年7月29日，美国宇航局在华盛顿总部宣布，美国与印度、韩国、日本、加拿大、英国、法国、德国、意大利署一份合作协议，将共同开展探月活动。