Ойдаги ҳарорат экстремал ҳисобланади: қуёш нури тушиб турган жойга қараб, жазирама иссиқдан то қаҳратон совуқгача. У ерда атмосфера йўқ, шунинг учун иссиқнини ўзида ушлаб қола олмайди. 

Ой ўз ўқини атрофида тахминан 27 кунда айланиб чиқади. Кун Ойнинг бир томонида 13,5 сутка давом этади, кейингиси 13,5 сутка тун бўлади. Қуёш нури тушиб турган жойда ҳарорат 127 °C кўтарилади, ботганида минус 173 °C га тушиб кетади. Ҳарорат Ойнинг барча жойида ўзгариб туради, чунки у ўз ўқи ва Ер атрофида айланиб туради. 

Ой ўз ўқига нисбатан Ерга (23,44 градус) қараганда озроқ 1,54 градусга оғган. Шунинг учун у ерда йил фасллари кузатилмайди. Ойнинг айрим жойларига қуёш нури умуман тушмайди.  

НАСА LRO зондининг аниқлашича, ҳарорат жанубий қутб кратерларида минус 238 °C ва шимолий қутб кратерида минус 247°C.
"Бундай ҳарорат кўрсаткичлари Қуёш тизимидаги, Плутон юзасини ҳисобга олганда энг паст ҳарорат", — дейди, Лос-Анджелес университети профессори Дэвид Пейж. НАСАнинг "Янги горизонтлар" аппарати Плутондаги ҳароратни минус 240 дан минус 217 °C деб аниқлаган эди. 

Олимларининг тахминича, Ойнинг орқа томонидаги Қуёш тушмайдиган кратерларида сувдан ташкил топган муз мавжуд. 2010 йилда 40 дан ортиқ кратерларда сув музлаган ҳолатда аниқланган. Таҳминларга кўра, унинг ҳажми 1,3 триллион фунтни ташкил этади.  

Ҳимоя қатламлари

Ойга қўнган астронавтлар экстремал ҳароратдан ҳимояланган скафандрларда бўлишган. Скафандрлар кучли нур қайтарувчи бир неча қаватли муҳофаза қатлами бўлган, бундан ташқари истиш ва совитиш тизимлари ҳам ишлаб турган. 

Ядро ҳарорати

Ой темирга бой радиуси 330 км ли темир моддасидан ташкил топган. Ҳарорати 1,327 дан 1427 °C гача. Ядро ички қатламни исита олади ҳолос, ташқи қатламни иситишга кичиклик қилади.