el campo gravitacional de la Luna se ha medido mediante el seguimiento de las señales de radio emitidas por las naves espaciales en órbita. El principio utilizado depende del efecto Doppler, por el cual la aceleración de la nave espacial en línea de visión se puede medir mediante pequeños cambios en la frecuencia de la señal de radio, y la medición de la distancia desde la nave espacial a una estación en la Tierra. Dado que el campo gravitacional de la luna afecta la órbita de una nave espacial, uno puede usar estos datos de seguimiento para detectar anomalías de gravedad., Sin embargo, debido a la rotación sincrónica de la Luna, no es posible rastrear naves espaciales desde la Tierra mucho más allá de las extremidades de la Luna, por lo que hasta la reciente misión Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL), el campo de gravedad del lado lejano no se conocía con precisión.
aceleración de la Gravedad en la superficie de la Luna en m/s2. Lado cercano a la izquierda, lado lejano a la derecha. Mapa del modelo de gravedad Lunar 2011.,
una característica importante del campo gravitacional de la Luna es la presencia de mascons, que son grandes anomalías de gravedad positivas asociadas con algunas de las cuencas de impacto Gigantes. Estas anomalías influyen significativamente en la órbita de las naves espaciales alrededor de la Luna, y un modelo gravitacional preciso es necesario en la planificación de las misiones tripuladas y no tripuladas. Fueron descubiertos inicialmente por el análisis de los datos de seguimiento del Orbitador Lunar: las pruebas de navegación previas al Programa Apolo mostraron errores de posicionamiento mucho mayores que las especificaciones de la misión.,
Las Mascons se deben en parte a la presencia de densos flujos de lava basáltica del mare que llenan algunas de las cuencas de impacto. Sin embargo, los flujos de lava por sí solos no pueden explicar completamente las variaciones gravitacionales, y también se requiere el levantamiento de la interfaz corteza-manto. Basado en modelos gravitacionales de Prospector Lunar, se ha sugerido que existen algunos mascones que no muestran evidencia de vulcanismo basáltico del mare. La enorme extensión del vulcanismo basáltico del mare asociado con Oceanus Procellarum no causa una anomalía de gravedad positiva., El Centro de gravedad de la Luna no coincide exactamente con su centro geométrico, sino que se desplaza hacia la tierra unos 2 kilómetros.