通過對“阿波羅”登月航天員取回的樣品研究發現，月球上有大量地球上少有的氦3，這是一種便宜、安全和高效的核聚變發電燃料，這讓月球資源引起了人們更高的重視。美國于1994年1月21日和1998年1月6日分別發射的“克萊門汀”號、“月球勘探者”號探測器，發現月球兩極存在大量水冰，從而進一步激發了人類新的探月熱情。
更重要的是，經過多年發展，一些國家的經濟與技術實力有了較大提升，有能力參與到探月活動中來。因此，新一輪探月熱潮，已不僅是美蘇競賽，而是多國角逐。
第二輪“探月熱”與第一輪有明顯的不同：探測月球的目的由冷戰時期主要滿足政治和科學需要，改變為把科學探索和經濟利益相結合，以探測月球資源為主，為未來月球資源開發、利用打基礎，且所發射的各類月球探測器無一失敗，這表明人類探月技術有了較大提高。
總的來說，人類的月球探測方式可為探月、登月和駐月三大步——“探、登、駐”。目前，美國已完成了前兩步，未來將走第三步，即建立月球基地，長期駐月。蘇聯/俄羅斯完成了第一步，未來將走第二步。中國、歐洲、日本、印度等目前都完成了第一步第一階段任務，即繞月探測，今后將實施第一步第二、三階段任務，即落月、取樣返回探測，從而完成第一大步中的“繞、落、回”三小步任務，逐步積累知識和經驗，最終也將完成登月和駐月兩大工程。
21世紀“重返月球”漸入佳境
更多國家加入探月俱樂部
21世紀“重返月球”漸入佳境
進入21世紀以來，越來越多的國家參與了探月俱樂部，使探月呈現出精彩紛呈的新局面。
2003年9月27日，歐洲率先發射了“斯瑪特”1號月球探測衛星。它是世界第一個正式應用太陽能電推進系統飛向月球的空間探測器，還對月球進行了研究和繪圖。
2007年9月14日，日本發射了“月女神”1號月球探測衛星。它由1個主探測器和2個子探測器組成，所攜帶的科學儀器不僅多，而且有些儀器的探測精確度是以往同類儀器的10至100倍，并首次精確探測了月球重力場。
2007年10月24日,我國發射了“嫦娥”1號月球探測衛星。它在世界上首次使用微波探測儀測量了月球的微波輻射特征。在壽命末期，為了給探月二期工程“探路”，積累落月過程控制和軌道測定方面的經驗，“嫦娥”1號于2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區域。
2008年10月22日，印度發射了“月船”1號月球探測衛星。它具有體積小、質量輕、造價低、眼神好等特點，但主要采用國際合作方式實施，其所攜帶的11臺科學儀器，有6臺是國外研制的。
2009年6月18日，美國用1枚火箭發射了2個月球探測衛星——“月球勘測軌道器”和“月球坑觀測與感知衛星”。前者在距月面50千米軌道飛行，分辨率優于1米，為目前世界最高，且仍在工作；后者是世界首個專用撞擊式月球探測器，它于2009年10月9日猛烈撞擊了月球，確認了月球上有不少水。
2010年10月1日，我國發射了“嫦娥”2號月球探測衛星。它是我國探月二期工程的技術先導星，用于試驗和驗證今年12月發射的“嫦娥”3號月球探測器將使用的部分關鍵技術，并勘察了預選著陸區。2011年4月1日，嫦娥2號在設計壽命期滿后，開展了三項拓展試驗，最終在世界上首次獲得7米分辨率全月球立體影像。
2011年9月10日，美國發射了“月球重力恢復和內部實驗室”（簡稱“圣杯”）。它由兩個一模一樣的月球探測衛星組成，主要任務是更精確地測量月球的重力場，進一步了解月球的熱演變，從而研究月球的起源和演變。
