虽然已有种种“实锤”表明了月球水的存在，但这些水究竟是怎么来的，目前还没有一个定论。科学家认为，月球水有两种可能的来源，即来自月球内部和外部。具体而言，月球水可能来自月球内部的岩浆，或来自外部太阳风轰击，彗星、流星体和微流星体的撞击等。
关于月球岩浆水，此前科学家在分析阿波罗月球样本时就曾发现岩浆水，但当时科学家一直以为是样本受到了地球“污染”。2013年8月，美国约翰斯·霍普金斯大学的研究人员利用印度“月船一号”探测器上携带的月球矿物绘图仪，对位于月球赤道附近的布利奥陨坑进行成像分析，发现布利奥陨坑中心峰含大量氢氧基。研究人员认为这是布利奥陨坑含有月球深部岩浆水的直接证据，表明月球在形成之初就有可能存在水。
2011年，科学家对阿波罗飞船带回的月球表面岩石标本进行了分析。他们重点测量了标本中一类名为磷灰石的矿物所含的氢同位素组成比例，结果发现其组成比例与3个已知彗星中的氢同位素组成比例接近。由此研究人员认为，彗星是月球上水的主要来源之一。
不过，月球的红外光谱数据表明整个月球的表面都存在水，并且月球在早晨和晚上温度较低时水含量较高，在中午温度较高时水含量较低。而月球内部岩浆水，以及来源于彗星和流星体的水，在月球表面分布较为分散，并不能完全解释整个月球表面都存在水以及水的日间变化特征等。
所以，目前的主流理论认为，来自太阳的太阳风包含着带正电的氢离子，它们持续轰击月球表面，与月表物质中的氧原子结合，生成了分布在全月球的羟基或水分子。这一理论能够很好地解释已被观测证实的月球水日间变化等现象，同时也得到了阿波罗月球样品氢同位素分析和氢离子轰击实验的证实。
科学家认为，太阳风生成的水在太阳光照的加热下“蒸发”，其中一部分迁移并沉降到温度极低的两极永久阴影区，经过漫长的地质年代，两极储藏了大量水冰。
因此，太阳风被认为是月球水的主要来源之一。
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