Ayın bir atmosferden yoksun olduğu bilgeliği yıllardır genel bilgilerin bir parçası olsa da, Ocak 2014'te yayınlanan bir NASA belgesi, ayın görünmeyen potasyum ve sodyum gibi gazlı bir atmosfere sahip olduğunu gösteriyor. Venüs, Mars veya Dünya atmosferinde. Aydaki atmosferin içinde çok daha az gaz var; Dünyada deniz seviyesinde atmosfer, santimetreküp başına 10 kuintilyon moleküle sahipken, aynı santimetre küpün ayda sadece 1 milyon molekülü vardır. Dolayısıyla, ay atmosferi oldukça ince olsa da, yine de var.
Apollo 17 heyeti, ay yüzeyindeki havanın gerçekte nasıl olduğunu analiz etmek için ay yüzeyindeki Ay Atmosferik Kompozisyon Deneyi'ni kullandı. Bu çalışmada, argon, helyum ve muhtemelen amonyak, karbon dioksit, neon ve metan gibi birkaç farklı tipte molekül ve atom bulunur. Ay ışığını engellemek için tasarlanmış teleskoplar kullanan Dünya'daki araştırmacılar, potasyum ve sodyum atomlarının güneşten enerji aldıklarında oluşturdukları ışımanın görüntülerini yakaladılar. Bu gazlar muhtemelen güneş rüzgârı parçacıklarından ve yüksek enerjili fotonlardan ve ayrıca yüzey malzemesi buharlaşmasından, meteoroid ve kuyruklu yıldız etkisinden elde edilen malzemeden ve gaz ayın içinden geliyor.
