作者依時序列出探索月球的100個關鍵時刻，期間由月球形成，到人類持續對月球的觀測，直至成功登月。

《月球之書》作者帶領著讀者展開月球之旅，從距今四十五億年多前開始到現在，探索月球的100個重要時刻。

早期重大的時刻，多與地質事件相關，如月球因表面撞擊而產生了環形山、及其他的盆形大坑洞，加上月球的火山運動，便成為月球現今的基本外殼地貌。接著作者講述了月球對人類古文明的影響，如中石器時代的人類已開始利用持續觀察月亮的循環，作為曆法的依據。隨後在中世紀時期，天文學主要是研究月亮，如阿里斯塔克斯測量月球的直徑與距離，將數學運用於月球軌道的觀察，及以月球亮度估算星星的距離等。

到了近代前期重大時刻，這時候已經有望遠鏡的出現，這使月球上的面貌一覽無遺地展示眼前，對於伽利略用望遠鏡發現金星的階段性發展及經歷，加上哥白尼及克卜勒的研究及天文觀測結果，關鍵地引證有關地球是繞著太陽運轉的「日心說」理論，這理論已爭論多個世紀，甚至遠自古希臘時期便開始。

最後，人類進入太空，及成功登陸月球，如今人們還清楚記得執行「阿波羅計畫」的太空人尼爾·阿姆斯壯（Neil Armstrong），登上月球時講出了流傳世界的說詞：「這個人踏出一小步，人類卻跳了一大步」。書中還附有大量珍貴天文及歷史插圖，以加深讀者對月球重要時刻的理解。