从长远看，月球重力小，有利于提高设备精度。如果能利用3D打印技术在月球就地取材制造优质光学玻璃，建立超大口径的光学望远镜在理论上是可行的。但这建立在人类能自由穿梭星际、具备强大就地取材能力的基础上，目前仍是幻想。
月球表面无大气，人类能否在月球建立大型天文望远镜？
特别值得一提的是月球背面，那里拥有极其洁净的电磁环境，完全不用担心来自地球的无线电干扰。这种在地球上几乎不可能找到的纯净环境，使得月球背面成为人类进行低频射电天文观测的最佳场所，是建设大型射电望远镜阵列的绝佳位置。
虽然前景美好，但现实很骨感。以目前的技术，要在月球背面建造大型射电望远镜阵列还无法实现。尽管天文学家对此充满憧憬，但这更多是一种前瞻性的畅想，人类现阶段的技术能力和工程水平还不足以支撑这一宏伟目标。
月球自转周期长达27.3天，这意味着在月球上进行天文观测可以实现超长时间的连续跟踪。不像地球自转快，望远镜观测同一个天体最多十几小时就被遮挡，月球上对同一目标的连续观测时间可以超过200小时，这对于研究某些缓慢变化的天文现象至关重要。
其实解决月尘等技术难点并非完全不可能，NASA早在2008年就已进行探索。但目前资金更多投向了地面极大望远镜或太空望远镜如韦伯望远镜。月基大型光学望远镜或许要等到月球基地建成、能源充足且有完善保护措施后才能实现。
月球背面建天文站是很多人的梦想，但‘不行’是目前最诚实的回答。虽然月球无大气、离地球近看似完美，但月震、极端温差、月尘覆盖以及能源短缺等现实困难，使得大型望远镜的建设在短期内无法落地，需要等待未来技术突破和月球基地的成熟。
能源供应也是个大难题。月球一半时间是白天，一半是黑夜，温差高达几百度。维持望远镜运行需要强大的热控系统，这在能耗上是个大户，还需要专门发射核电电源上去，工程复杂度远超地面基站。
月球表面没有大气层的干扰，这简直是天文观测的天堂。我们知道星星在地面上会‘眨眼’，那是因为大气流动造成的扰动，而月球上没有空气，星空稳定清晰，没有闪烁，这种极佳的光学观测条件让月球成为了建立大型望远镜的理想之地。
除了光学观测的优势，月球在射电天文方面更是独一无二的宝地。地球大气中的电离层会屏蔽低频电磁波，导致地面望远镜无法接收10兆赫兹以下的信号。而月球没有大气，射频观测下限极低，甚至在月夜能低至0.5兆赫兹以下，能填补地面的频率盲区。
目前人类连去月球都要举一国之力并承担巨大风险，更别提在月球建望远镜了。与其耗费巨资进行不切实际的尝试，不如在地球上选择塔克拉玛干或可可西里等优良地点建设地基望远镜更实惠。现在的重点应是解决能源和运输等基础问题。
月球环境恶劣，月震是巨大挑战。地球对月球的潮汐力极大，月球感受到的潮汐力是地球的二十倍以上，这种地质活动对精密望远镜的稳定性构成威胁。此外，月尘问题也很棘手，太阳风、陨石撞击和温差都会扬起尘埃覆盖镜片，清理和维护难度极大。