这个问题看似简单，实际上困扰了人类很多年。在不同的年代，认识也不尽相同。

最开始用天文望远镜观测月球的著名科学家伽利略，看到月面上有大片黑暗的地区，他想这一定是月球上的海洋，于是将它们称为为月海。

后来，随着科学的发展，人们才知道，这些月海是月面上的低地，并非海洋。月球引力很弱，没有大气，昼夜温差很大，被太阳照亮的月面温度可以高达100多摄氏度，所以也根本没有水。由美国和苏联的月球任务带回的月球样品是完全干燥的——它们甚至不含有将水分子锁定在其晶体结构内的矿物质。地球的岩石则相反，几乎总含有1%或2%的水。

不过，到了20世纪60年代，一些科学家认为，月球两极附近可能在理论上存在着冰。由于在月球的两极地区，太阳从来不会升得太高，因此两极附近环形山中的永久阴影区内的温度一直很低，所以，那里有可能存在太阳系非常早期时留下的冰，一直以来保持着永久冻结，从来没有熔化或汽化，因此也就没有逃逸进入太空。

后来，科学家们对月球进行了一系列探测，发现了月球极地有水冰存在的证据。

1996年，美国的克莱门汀号探测器从月球南极附近的一个很深的古老环形山中接收的雷达回波显示出了那里有低密度物质的沉积，可能是水冰。

2009年，NASA进行了月球环形山观测与遥感卫星（LCROSS）任务，控制“半人马座”火箭撞向月球南极附近的另一个被阴影深深笼罩的凯布斯环形山，而LCROSS在几千千米外观测撞击后喷出物质的光谱数据并传回地球。几个星期后，NASA的科学家宣布，对LCROSS探测器数据的详细分析证实了喷出物中存在水分子。水含量不是很大——只有约十万分之一，低于地球上沙漠中的沙子——但已经足够支持早先的想法了。

2020年，NASA又利用索菲亚平流层红外天文台（SOFIA）对月球进行了红外观测。这个天文台并非月球附近的探测器，而是一架改装的波音747SP飞机，搭载一台有效口径2.5米的望远镜，飞行在超过1.3万米的高空进行观测。这个高度可以让SOFIA得以避开地球大气中水蒸气的干扰，接收到来自天体的水分子的信号。这次观测成功检测到了凯布斯环形山中水分子释放出来的信号，再次证明月球上是有水的。

不过，人类至今没有在月球上直接看到或者拍到大片的水冰，所以，水的含量究竟有多大，还是个未知数，只能留待今后的进一步探索了。

（本回答主要参考了《今日天文：太阳系和地外生命探索》（原书第8版），著者：[美]埃里克·蔡森、史蒂夫·麦克米伦；译者：高健、詹想）