现在最精准的方法是利用激光测距。自从阿波罗登月任务在月球表面放置了全反射棱镜阵列后，地面的天文台就可以向这些棱镜发射激光脉冲。通过精确记录激光从地球发射到月球并反射回来的时间，结合光速这一已知常数，科学家就能极其准确地计算出地月之间的实际距离，精度可达厘米级。
如何测量月亮到地球的距离？
除了激光，雷达技术也是一种有效的测量手段。雷达技术诞生后，研究人员便尝试用微波束照射月球，接收其反射回来的信号。这种方法与激光测距原理类似，都是基于波速和时间来推算距离。虽然受大气干扰影响较大，但在激光技术成熟之前，雷达曾是人类测量月球距离的重要工具之一。
古人虽然没有高科技设备，但也展现了惊人的智慧。早在公元前180年左右，古希腊天文学家伊巴谷就通过观测日食来计算月地距离。他在两个不同纬度地点观测日食，利用月球遮挡太阳的比例差异推算出视差。结合埃拉托色尼测得的地球半径数据，他计算出月地距离约为地球半径的60倍，这在当时是非常了不起的成就。
月球绕地球运行的轨道并非正圆，而是椭圆形，因此距离是变化的。平均距离约为384,400千米，近地点时仅35.7万千米，远地点时则达40.6万千米。这种距离的变化导致月球视直径和视面积产生差异，满月时近地点的月亮比远地点看起来大30%左右。此外，月球正以每年3.8厘米的速度缓慢远离地球。
现代天文学中，三角视差法也是测量近地天体的经典方法。18世纪时，法国天文学家拉卡伊和他的学生拉朗德利用这个方法实现了科学测量。他们在地球相距较远的两地同时观测月球，以两地之间的距离为基线，通过测量月球相对于背景恒星的角度差（即视差），利用几何三角关系计算出地月平均距离，结果约为地球半径的60倍。