Certains cratères lunaires sont plus froids que la surface de Pluton car ils n'ont pas reçu de lumière solaire depuis des milliards d'années.

Les régions de l'ombre permanente (PSR) se situent principalement dans les cratères profonds des pôles nord et sud de la Lune. L'inclinaison de l'axe de rotation de la Lune n'est que de 1,5 degré par rapport à l'écliptique, ce qui est bien inférieur aux 23,5 degrés de la Terre. Cette configuration géométrique signifie que les rayons du Soleil frappent les pôles de manière presque horizontale, laissant les fonds de cratères dans une obscurité totale.En 2009, la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA a utilisé son instrument Diviner pour mesurer les températures dans le cratère Hermite. Les relevés ont affiché un record de -248 °C, soit seulement 25 degrés au-dessus du zéro absolu. À titre de comparaison, la température moyenne à la surface de Pluton est d'environ -230 °C, ce qui rend ces zones lunaires officiellement plus froides que la planète naine.Ces pièges thermiques sont capables de conserver des substances volatiles comme la glace d'eau pendant des milliards d'années. Les scientifiques estiment que cette glace provient d'impacts de comètes et de météorites riches en eau survenus il y a environ 3,5 milliards d'années. Sans chaleur solaire pour provoquer la sublimation, ces molécules d'eau restent piégées indéfiniment sous forme solide.La mission LCROSS de la NASA a confirmé la présence de cette glace en 2009 en envoyant un impacteur dans le cratère Cabeus. Les analyses ont révélé que le sol lunaire contient environ 5 % de glace d'eau en poids dans ces zones. Pour les futures missions Artemis, cette ressource est cruciale car elle peut être transformée en eau potable, en oxygène respirable et en hydrogène pour le carburant des fusées.