Historia geologiczna jest ujęta w 6 głównych epok, zwanych księżycową geologiczną skalą czasową. Około 4,5 miliarda lat temu nowo powstały Księżyc był cały płynny łącznie z powierzchnią, okrążał Ziemię w znacznie mniejszej odległości niż obecnie. Wynikające z tego siły pływowe deformowały stopione ciało do elipsoidy, którego półoś wielka była skierowana ku Ziemi.
Pierwszym ważniejszym wydarzeniem w geologicznej ewolucji Księżyca było krzepnięcie globalnego oceanu magmy. Głębokość tego krzepnięcia nie jest znana dokładnie, ale z kilku badań wynika że miało ono około 500 km lub więcej. Pierwsze minerały jakie powstały w tym oceanie to krzemiany magnezu, oliwin i piroksen. Ich gęstość była większa od stopionego materiału i dlatego opadały do stopionego materiału. Po krystalizacji 75% materiału anortozytowy plagioklaz wykrystalizował na powierzchni formując skorupę anortozytową o grubości 50 km. Większa część oceanu magmy wykrystalizowała szybko (w ciągu 100 milionów lat lub mniej), pozostałe pokłady magmy bogatej w pierwiastki KREEP uwalniające ciepło mogły pozostawać częściowo stopione przez setki milionów lat (być może nawet miliard lat). Wydaje się, że ostatnie pokłady magmy KREEP skupiły się w rejonie Oceanu Burz oraz Morza Deszczu.