冷冰冰的月球，大氣層很稀薄就跟沒有一樣。但美國宇航局科學家研究表明，40多億年前月球剛誕生時富含金屬元素，熾熱的大氣層只是短暫的擁有過。
科學界認為，地球與一顆火星大小的原始行星發生碰撞，飛濺的碎片凝聚形成了月球。
目前科學界一般認為，月球誕生於太陽系形成早期，地球當時與一顆火星大小的原始行星發生碰撞，飛濺的碎片凝聚形成了月球。英國《新科學家》雜誌最近報道説，美國宇航局戈達德航天中心的科學家以此為基礎，模擬了月球剛剛形成時的情形。
初生月球的表面覆蓋着熔岩海洋，其表層受到3個來源的熱量影響：早期的太陽，剛剛經歷過撞擊、熱輻射很強的地球，以及熔岩海洋自身。模型顯示，這些因素會使月球表面產生熾熱的大氣，大部分集中在面朝地球的那一面，主要成分是氣態的鈉和二氧化硅。
研究人員説，月球大氣層起初可能覆蓋了三分之二的月球表面，温度超過1700攝氏度。正對地球的地點壓強可能達到上萬帕斯卡，大約相當於現今地球海平面氣壓的十分之一。離該地點越遠，壓強越低。巨大的氣壓差產生強勁的風，從正對地球的地點刮向背對地球的一面，速度最高可超過音速，在熔岩海洋上掀起波浪，並將大量物質和能量轉移到月球背面。
這個原始大氣層可能只維持了1000年左右，非常的短命，月球表面温度會越來越低隨着月球逐漸遠離地球，熔岩海洋的表層慢慢凝固形成硬殼，大氣也會變得稀薄。有的大氣成分凝固沉積下來，有的會跑到宇宙空間。