在月球上建设家园，这是远古时人类就有的梦想。近代以来，一批极富想象力的幻想家和科幻作家又先后提出了建设月球基地的设想。
随着科学技术的发展，科学家和工程师们正在努力探索着建设月球基地的工程方法，期望早日把它变为现实。根据目前的运载火箭航天运载能力和航天技术水平，有科学家提出了一个不同阶段月球基地建设的任务设想，它被业内人士称为“四步走方案”。其主要内容是：第一步是做准备工作。首先是积累建设月球基地需要的科学数据，包括绘制高分辨率月球三维图像，探测月球环境和资源，完成月球基地的选址等；
其次是对月球基地建设任务进行规划，确定月球基地建设的任务和研究计划；再次是开发建设月球基地和月表应用的各种技术。在这个阶段，月球探测器和月球机器人将发挥重要作用，让月球机器人“驻”在月球上，为建设月球基地进行充分的准备。
第二步是建设临时性月球前哨站。这是一个短期运行的小型基地，需要依靠地球提供补给。航天员在这个前哨站可以开展十分有限的科学研究，并为建设永久性月球前哨站做准备。例如，开展提取氧的实验研究，进行植物培育试验和小范围区域性月面探测等。至于这种前哨站的首批入驻者，将是由4～6名航天员组成的小组，成员中除职业航天员外，还将包括地质学家、化学家、生物学家、医生和其他领域的专业人员。
人类登月活动第三步是建设永久性月球前哨站。这一阶段可进行较大范围的区域性月面探测，其中航天员在基地附近区域进行考察，月球机器人将承担远距离收集样品、安装仪器等工作。主要任务有：研究与验证月球资源的开发和利用技术；
建立技术试验基地或多个科学实验室，如研究循环生态系统的先进实验室等；开展长期的航天医学和心理学研究，为人类进行长期行星际航行任务做准备；进行推进剂的试验、生产，开始以月球为中转站进入更远的深空。
在这一阶段，将通过在月球上生存和生产的经验积累，为建设更大规模的永久性月球基地奠定基础。第四步是建成先进的永久性月球基地。在这个阶段，驻月的人数将有较大增加，可以进行多种月球矿产资源和月球能源的开发，可以充分利用月球的环境和位置资源进行太阳系探测、天文观测、特殊材料与生物制品的合成与生产，移动实验室还可以建立“野外营地”。
最终，月球基地将发展成自给自足，具有封闭循环生态系统的月球工厂和月球村，从而实现其重要功能：太空探测的中转站、人类社会资源与能源补给的新生长点、特殊环境的天然实验室、特殊材料的生产基地、深化人类对宇宙认识的科研场所、理想的对天观测和对地监测站。打造“末日方舟”新陈代谢是宇宙中不可抗拒的自然规律。地球终归有一天是要老的，是要消失的，而且核战争的危机或小行星的撞击，对地球的安全也构成了严重的威胁。
于是，各国科学家们都在思考和研究如何打造新的生存空间来延续人类文明。欧洲航天航空局的科学家们认为，从人类眼下拥有的科技能力来看，应该在月球上打造一座“末日方舟”。所谓“末日方舟”，就是一个为地球上的幸存者提供重建人类文明的月球资料库。其中包括DNA序列、冶金说明和种植庄稼的知识，有阿拉伯语、汉语、英语、法语、俄语和西班牙语等不同版本。储存这些知识的硬盘将被深埋在月球地下的一个地窖里，一旦地球面临被巨大的小行星或核战争摧毁的危险时，它就会被激活，通过信号发射器把数据发送给在地球上受到很好保护的接收器。如果在大灾难过后没有接收器保留下来，它会继续不停地发送信息，等待存活下来的人重新制造一个接收器。科学家们希望能够在2020年前就把第一批实验性数据送到月球上保存，它的保存寿命是30年，完整的人类文明数据将会在2035年正式发射升空。