Mặt Trăng đã là chủ đề của nhiều tác phẩm văn học nghệ thuật và là nguồn cảm hứng của rất nhiều công trình khác. Nó là một trong những môn nghệ thuật thị giác, nghệ thuật biểu diễn, thơ, văn và nhiều môn nghệ thuật khác. Một bức tranh khắc đá có niên đại từ 5.000 năm trước tại Knowth, Ireland có thể thể hiện Mặt Trăng, đây cũng có thể là bức vẽ Mặt Trăng sớm nhất từng được phát hiện.[72] Trong nhiều nền văn hóa tiền sử và cổ đại, Mặt Trăng từng được cho là một nữ thần hay các hiện tượng siêu nhiên khác, và những quan điểm chiêm tinh học về Mặt Trăng vẫn còn được truyền đạt đến ngày nay.

Một trong số những giải thích khoa học đầu tiên của thế giới phương Tây về Mặt Trăng là của nhà triết học Hy Lạp Anaxagoras (năm 428 trước Công Nguyên), ông suy luận rằng cả Mặt Trời và Mặt Trăng đều là các thiên thể hình cầu lớn bằng đá, và rằng Mặt Trăng phản chiếu ánh sáng của Mặt Trời. Quan điểm vô thần của ông về các bầu trời là một trong những nguyên nhân khiến ông bị bắt giam và cuối cùng bị trục xuất.[73]

Theo miêu tả vũ trụ của Aristotle (384–322 trước Công Nguyên), Mặt Trăng là biên giới giữa các bầu trời của các nguyên tố có thể biến đổi (đất, nước, không khí và lửa), và các ngôi sao bất diệt của ête. Sự phân chia này đã là một phần của vật lý học trong nhiều thế kỷ sau đó.[74]

Ở thời Chiến quốc tại Trung Quốc, nhà thiên văn học Thạch Thân (thế kỷ IV trước Công Nguyên) đã đưa ra những lý luận để phán đoán nhật thực và nguyệt thực dựa trên các vị trí tương quan của Mặt Trời và Mặt Trăng.[75] Dù người Trung Quốc ở thời Hán (202 TCN–202) tin rằng Mặt Trăng là nguồn năng lượng tương đương khí, lý thuyết 'ảnh hưởng bức xạ' của họ công nhận rằng ánh sáng của Mặt Trăng chỉ đơn giản là sự phản chiếu của Mặt Trời (đã được Anaxagoras đề cập ở trên).[76] Điều này được các nhà tư tưởng chủ đạo như Kinh Phòng (78–37 trước Công Nguyên) và Trương Hành (78–139) ủng hộ, những cũng bị nhà triết học có tầm ảnh hưởng là Vương Sung (27–97) phản đối.[76] Kinh Phòng đã lưu ý tới hình cầu của Mặt Trăng trong khi Trương Hành đã miêu tả chính xác về nhật thực và nguyệt thực.[76][77] Những điều quả quyết đó được Thẩm Quát (1031–1095) thời nhà Tống (960–1279) ủng hộ, ông đã tạo ra một biểu tượng giải thích thời kỳ trăng khuyết và trăng tròn tương tự như một quả bóng tròn bạc tròn phản chiếu, mà khi được phủ bột trắng và nhìn từ phía bên, sẽ có hình lưỡi liềm.[78] Ông cũng lưu ý rằng lý do Mặt Trời và Mặt Trăng không che khuất nhau mỗi lần trùng vị trí bởi có một lượng xiên nhỏ trong đường quỹ đạo của chúng.[78]

Tới thời Trung cổ, trước khi kính viễn vọng được phát minh, ngày càng có nhiều người công nhận Mặt Trăng là hình cầu, dù rằng họ vẫn tin nó "hoàn toàn nhẵn".[79] Năm 1609, Galileo Galilei vẽ một trong những hình vẽ qua kính thiên văn đầu tiên về Mặt Trăng trong cuốn sách Sidereus Nuncius của ông và ghi chú rằng nó không nhẵn mà có các ngọn núi và các hố va chạm. Sau này ở thế kỷ XVII, Giovanni Battista Riccioli và Francesco Maria Grimaldi đã vẽ một bản đồ Mặt Trăng và đặt tên cho nhiều hố va chạm, những tên này vẫn được giữ đến ngày nay.

Trên các tấm bản đồ, những phần tối trên bề mặt Mặt Trăng được gọi là maria (các biển), và những phần sáng được gọi là terrae (lục địa).Khả năng Mặt Trăng có một số loại thực vật và có người Mặt Trăng sinh sống đã được xem xét một cách nghiêm túc bởi một số nhà thiên văn học nổi tiếng, thậm chí ở ngay những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XIX. Sự tương phản giữa phần cao nguyên sáng và biển tối tạo nên những mô hình được các nền văn hóa khác nhau coi là những người trên Mặt Trăng, thỏ và trâu, cùng nhiều hình tượng khác.

Năm 1835, Trò lừa vĩ đại về Mặt Trăng khiến một số người nghĩ rằng có một số loại động vật kỳ lạ đang sống trên Mặt Trăng.[80] Tuy nhiên, hầu như cùng lúc đó (trong giai đoạn 1834–1836), Wilhelm Beer và Johann Heinrich Mädler đã xuất bản cuốn bản đồ bốn tập Mappa Selenographica và cuốn sách Der Mond năm 1837, đưa ra kết luận rõ ràng rằng Mặt Trăng không có nước cũng như không có khí quyển một cách đáng kể.

Phía không nhìn thấy được của Mặt Trăng hoàn toàn không được biết tới cho tới khi tàu vũ trụ Luna 3 được phóng đi năm 1959, và đã được Chương trình Lunar Orbiter vẽ bản đồ bao quát trong thập niên 1960.