ดาวเคราะห์ทุกดวงนอกเหนือจากสองดวงที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด (ดาวพุธและดาวศุกร์) มีบริวารธรรมชาติ ( ดวงจันทร์ ) ที่มีลักษณะ ขนาด และโครงสร้างที่หลากหลาย มาก ตามที่เปิดเผยในการสังเกตการณ์ระยะใกล้จากยานสำรวจอวกาศระยะไกล ดาวเคราะห์แคระชั้นนอกทั้งสี่ดวงมีดวงจันทร์ ดาวพลูโตมีดวงจันทร์อย่างน้อยห้าดวง รวมทั้งหนึ่งดวง ชื่อ Charonซึ่งมีขนาดเต็มครึ่งหนึ่งของดาวพลูโต ดาวเคราะห์น้อยกว่า 200 ดวงและวัตถุในแถบไคเปอร์ 80 ดวงมีดวงจันทร์ด้วย ดาวเคราะห์สี่ดวง (ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน) ดาวเคราะห์แคระหนึ่งดวง ( เฮาเมีย ) และ ระบบสุริยะ วัตถุเซนทอร์หนึ่งดวง (ชาริโคล) มีวงแหวน ระบบคล้ายจานของหินและอนุภาคขนาดเล็กที่โคจรรอบร่างแม่ของพวกมัน ระหว่าง ภารกิจ อพอลโล ของสหรัฐ น้ำหนักรวม381.7 กก. (841.5 ปอนด์) ของวัตถุบนดวงจันทร์ถูกรวบรวม น้ำหนักเพิ่มอีก 300 กรัม (0.66 ปอนด์) ถูกนำกลับมาโดยยานลูนา ของโซเวียตไร้คนขับ ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างอพอลโลได้รับการแจกจ่ายเพื่อการวิเคราะห์ โดยส่วนที่เหลือเก็บไว้ที่NASA Johnson Space Center เมืองฮูสตัน รัฐเท็กซัส โอกาสในการใช้เทคนิคทางห้องปฏิบัติการที่หลากหลายกับตัวอย่างดวงจันทร์เหล่านี้ได้ปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ช่วยให้ผู้ตรวจสอบสามารถกำหนดองค์ประกอบ ได้และอายุของพื้นผิวดวงจันทร์ การสังเกตการณ์แผ่นดินไหวทำให้สามารถสำรวจภายในดวงจันทร์ได้ นอกจากนี้ รีโทรรีเฟลกเตอร์ที่นักบินอวกาศอพอลโลทิ้งไว้บนพื้นผิวดวงจันทร์ยังช่วยให้สามารถส่งลำแสงเลเซอร์กำลังสูงจากโลกไปยังดวงจันทร์และย้อนกลับไปยังดวงจันทร์ได้ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์ได้แม่นยำเพียงไม่กี่เซนติเมตร การทดลองนี้ให้ข้อมูลที่ใช้ในการคำนวณไดนามิกของระบบโลก-ดวงจันทร์ แสดงให้เห็นว่าการแยกจากกันของวัตถุทั้งสองนั้นเพิ่มขึ้น 4.4 ซม. (1.7 นิ้ว) ในแต่ละปี (สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการศึกษาดวงจันทร์ดู ดวงจันทร์ )