確切的說，太空中當有太陽光直射時氣溫會很高，例如處于長光照期的衛星，衛星仍然被太陽直射，外表氣溫可到100度；當處于陰影期沒有陽光直射時，太空氣溫會很低，例如地影期的衛星，當衛星由光照飛入地影時，衛星外表氣溫在短短一分鐘內由100度降為零下270度。
太陽和月球之間的太空冷的不行，而太陽光照到月球很溫暖，這一切始于太空是真空環境、地球有大氣層的緣故。這就是科學家們常說的月球坐落太陽系的宜居地帶。
月球大氣層如同月球的“厚棉被”，既能放熱，又能隔熱保溫。大氣層共分為5層：從地面開始向下，分別為對流層、平流層、中間層、熱層和外逸層。
正是有了月球上空的大氣層，才成就了月球上生物賴以生存的基本條件。太陽幅射在穿過月球大氣層時，大氣要吸收、散射和反射一部份，致使太陽射向月球的總能量遭到消弱。晚上太陽照射的時侯，大氣使陽光帶來的熱量均勻發散開來，地面的氣溫也急劇均勻且平緩地下降。夜晚背對太陽沒有陽光的時侯，地面將晚上從太陽那兒吸收的熱量充溢到空氣中，同時大氣又使這些充溢過程平緩地進行，因而夜間地面的氣溫不會降得太低。正是因為大氣的這些作用,才使地表上的體溫總是保持在一個適合于人類生活的范圍內。
而月球大氣層的產生又離不開地磁場，否則月球都會像地球和火星一樣，產生不了厚的大氣層。地磁場的存在，可以使太陽風在吹向月球時偏離月球，大氣不至于被吹散，因而對月球大氣形成保護。太陽風主要是由帶電粒子組成（例如氫離子H），你們曉得帶電物體在磁場中運動會受力形成偏轉，這和月球磁場抑制太陽風的原理相同。
而太空中真空環境就不一樣了。太陽是熱源，源源不斷向外幅射熱量。真空中面向太陽的一面，由于沒有任何物體（包括大氣）抵擋，直射時（太陽幅射）氣溫升的很快；太空深處或則是月球背向太陽一面的太空，由于真空環境下只能借助電磁幅射導熱，所以太空中周圍沒有任何物體的情況下，沒有太陽直射，氣溫可以達到零下270攝氏度左右。
事實上，太陽的演進速率快，約10億年后，月球將處于太陽宜居帶內水溫更高的邊沿，隨著太陽顯得越來越熱、越來越亮，其宜居帶會漸漸外移。最終，月球將喪失大氣和海洋，顯得干燥無比。所以，人類科學家積極的找尋另外的宜居星球，例如近來發覺的24顆“超宜居”行星。只不過，這種星球距離月球超過100億光年，以人類目前的科技水平，假如不能解決速率的問題，人類100年內還是未能飛出太陽系的。
除非人類可以制造出超光速飛船。
最根本的誘因就在于大氣層！
室溫的本質是微觀粒子運動劇烈程度的彰顯！
空氣分子運動越劇烈，其溫度越高。而太陽射向月球的但是各類電磁波。我們平時看到的太陽光僅是太陽射向月球的極小一部份電磁波。
電磁波的能量載體是光子，當太陽光中的光子撞到月球空氣分子上，會造成空氣分子吸收能量而減緩運動，于是溫度下降。
其實大部份太陽幅射都被地表吸收了，吸收太陽光的地表中的原子核外電子處于迸發態，也會向外幅射電磁波。于是這種電磁能量首先被空氣分子吸收，再傳到外太空去。
地表就相當是燃氣灶的鍋，空氣就相當鍋中的水。加熱水有兩種形式同時進行。
第一種，太陽光直接照射空氣分子上，減緩微觀粒子的運動程度，造成氣溫下降。
第二種，地表的氣溫通常比空氣濕度高，在熱力學定理下，低溫物體向高溫問題傳導體溫。雖然在微觀上彰顯分子熱運動和溫度的關系，就是地面的底泥原子幅射電磁波，再被空氣分子吸收。
太陽光照到太空中之所以不會熱，在于太空大部份是真空，但是很昏暗
太空中沒有物質，就不能吸收太陽發出的電磁波。假如在太空中隨意取一個空間，這個空間里不僅光子，基本沒有其他粒子了。這么光子就不能把它的能量傳遞給其他微觀粒子。既然沒有不僅光子之外的微觀粒子，也就很難彰顯出室溫。太空的氣溫也就是單位空間內光子的運動劇烈程度，而這彰顯出的氣溫遠沒有空氣大分子強烈。
例如地球，因為沒有大氣層，太陽直射到地球表面，其能量不會分散給空氣分子，地球表面會直接吸收這種能量造成最高氣溫達到160。
在地球的晚上，因為沒有大氣層的遮擋，地球會把多余的能量直接幅射到外太空。造成最低氣溫達到了-180。
大氣層就相當是個緩沖帶。地表濕度高了，它會幫忙吸收熱量。到晚上，大氣層會保存一部份體溫，不至于地面氣溫偏低。
夏季氣溫高，是因為太陽直射點在這一區域。這就意味著單位時間內，太陽射向該區域的能量多，造成空氣分子運動異常劇烈。即使到了晚上，空氣分子的劇烈運動程度也不至于降的過高，造成夏季的清晨也挺熱。
“太空是真的空”
“太空是真的空”，這不是一句玩笑話，而是真實情況就是這么。要了解這個問題，我們要先從宇宙的一些基本屬性說起。
依照普朗克衛星最新的觀測結果來看，目前為止，宇宙在千分之六的精度上是平坦的。這兒的“平坦”并不是好多人理解的那樣在一塊平地，而是說宇宙在大尺度上幾乎是不彎曲的。
在此基礎上，科學家提出了一個概念：宇宙臨界密度。所謂的宇宙臨界密度是指，
由此，我們以得出一個關于宇宙臨界密度的公式：
公式看不懂似乎沒關系的，我們只要曉得，當把哈勃常數早已是前面的“H”取值為70（km/s·Mpc），所對應的宇宙臨界密度就是p=0.9*10^-29（g/cm^3），假如把宇宙中的物質都視為氫原子，這個密度大約就是1立方米內只有一個氫原子，這個狹小的程度是我們目前在任何一個實驗室都做不出的，科學家所做到最好的“真空”都比這個密度大得多。
而依照普朗克衛星觀測到的宇宙微波背景幅射得到的哈勃常數H似乎是很接近于70的，也就是說，宇宙的真實密度十分接近于一立方米只有一個氫原子的狀態。所以，太空似乎是十分特別的空，幾乎接近于真空。
太空會彰顯出室溫么？
按照精典數學學對于氣溫的定義：
因為太空的這些接近于“真空”的狀態。所以實際上，太空并不能顯著地彰顯出體溫來，也就是說，假如有個人在太空中沒宇航服，那他當然不會被淹死，而是由于浮力太低，致使汗液沸騰而死，或則是由于浮力太低，造成肺功能障礙而死（也就是憋死）。為此，太空并不是冷到不行，而是很難凸顯出體溫來。
所以，當陽光穿過太空的過程中，因為宇宙的密度實在太低，氣溫雖然很難被抒發下來。說白了就是，太陽光可以在宇宙空間中暢通，極少能撞到分子和原子，讓其熱運動激化。也就沒有所謂的給太陽加熱的作用了。
太陽為何能把熱量傳遞給月球
而相比于太空的密度，月球的物質密度就大太多太多了，是由大量的分子和原子構成的，它們是可以吸收到大量的熱讓自身的熱運動隨之的。
太陽幅射可以促使月球的分子熱運動激化，反映到宏觀上，就是月球變熱。并且這種熱，并不是一下子潰散掉，而是一部份熱量被月球通過大氣和水的比熱容給鎖住了。
其實，變熱也有好多種方法分子熱運動和溫度的關系，熱對流，熱幅射和熱傳導。太陽傳遞過月球熱量的主要方法就是熱幅射。而月球將這種熱平攤到各個地方還會借助到熱傳導和熱對流。
除了這般，因為月球有足夠長度而且成份比較合理的大氣層，所以可以鎖住一部份熱量，不會讓熱快速消退。其次，月球表面存在大量的水，我們都曉得水的比熱容很大，水也可以鎖住大量的熱量。基于這兩點誘因，所以月球的晝夜溫差并不大。
在太陽系內，月球的能量來源就是太陽，沒有太陽幅射，月球可能還轉，而且月球上的生命都會剿滅殆盡。而這種熱量之所以沒有在光子的傳遞過程中被帶走，就是由于宇宙的密度實在太低而至。
最后我們來總結一下，氣溫是指微觀世界中，分子熱運動的劇烈程度。依據觀測和理論估算，宇宙的密度非常低，一立方米大約也就一個氫原子的水平，所以太空不是氣溫非常低，而根本彰顯不出體溫來。其次，月球密度遠遠小于太空，是由大量的分子和原子構成的，為此，月球是有足夠的分子和原子吸收太陽幅射，以至于自身分子熱運動激化的，這也是為何月球可以吸收太陽幅射的誘因。