确切的说，太空中当有太阳光直射时气温会很高，例如处于长光照期的卫星，卫星仍然被太阳直射，外表气温可到100度；当处于阴影期没有阳光直射时，太空气温会很低，例如地影期的卫星，当卫星由光照飞入地影时，卫星外表气温在短短一分钟内由100度降为零下270度。
太阳和月球之间的太空冷的不行，而太阳光照到月球很温暖，这一切始于太空是真空环境、地球有大气层的缘故。这就是科学家们常说的月球坐落太阳系的宜居地带。
月球大气层如同月球的“厚棉被”，既能放热，又能隔热保温。大气层共分为5层：从地面开始向下，分别为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。
正是有了月球上空的大气层，才成就了月球上生物赖以生存的基本条件。太阳幅射在穿过月球大气层时，大气要吸收、散射和反射一部份，致使太阳射向月球的总能量遭到消弱。晚上太阳照射的时侯，大气使阳光带来的热量均匀发散开来，地面的气温也急剧均匀且平缓地下降。夜晚背对太阳没有阳光的时侯，地面将晚上从太阳那儿吸收的热量充溢到空气中，同时大气又使这些充溢过程平缓地进行，因而夜间地面的气温不会降得太低。正是因为大气的这些作用,才使地表上的体温总是保持在一个适合于人类生活的范围内。
而月球大气层的产生又离不开地磁场，否则月球都会像地球和火星一样，产生不了厚的大气层。地磁场的存在，可以使太阳风在吹向月球时偏离月球，大气不至于被吹散，因而对月球大气形成保护。太阳风主要是由带电粒子组成（例如氢离子H），你们晓得带电物体在磁场中运动会受力形成偏转，这和月球磁场抑制太阳风的原理相同。
而太空中真空环境就不一样了。太阳是热源，源源不断向外幅射热量。真空中面向太阳的一面，由于没有任何物体（包括大气）抵挡，直射时（太阳幅射）气温升的很快；太空深处或则是月球背向太阳一面的太空，由于真空环境下只能借助电磁幅射导热，所以太空中周围没有任何物体的情况下，没有太阳直射，气温可以达到零下270摄氏度左右。
事实上，太阳的演进速率快，约10亿年后，月球将处于太阳宜居带内水温更高的边沿，随着太阳显得越来越热、越来越亮，其宜居带会渐渐外移。最终，月球将丧失大气和海洋，显得干燥无比。所以，人类科学家积极的找寻另外的宜居星球，例如近来发觉的24颗“超宜居”行星。只不过，这种星球距离月球超过100亿光年，以人类目前的科技水平，假如不能解决速率的问题，人类100年内还是未能飞出太阳系的。
除非人类可以制造出超光速飞船。
最根本的诱因就在于大气层！
室温的本质是微观粒子运动剧烈程度的彰显！
空气分子运动越剧烈，其温度越高。而太阳射向月球的但是各类电磁波。我们平时看到的太阳光仅是太阳射向月球的极小一部份电磁波。
电磁波的能量载体是光子，当太阳光中的光子撞到月球空气分子上，会造成空气分子吸收能量而减缓运动，于是温度下降。
其实大部份太阳幅射都被地表吸收了，吸收太阳光的地表中的原子核外电子处于迸发态，也会向外幅射电磁波。于是这种电磁能量首先被空气分子吸收，再传到外太空去。
地表就相当是燃气灶的锅，空气就相当锅中的水。加热水有两种形式同时进行。
第一种，太阳光直接照射空气分子上，减缓微观粒子的运动程度，造成气温下降。
第二种，地表的气温通常比空气湿度高，在热力学定理下，低温物体向高温问题传导体温。虽然在微观上彰显分子热运动和温度的关系，就是地面的底泥原子幅射电磁波，再被空气分子吸收。
太阳光照到太空中之所以不会热，在于太空大部份是真空，但是很昏暗
太空中没有物质，就不能吸收太阳发出的电磁波。假如在太空中随意取一个空间，这个空间里不仅光子，基本没有其他粒子了。这么光子就不能把它的能量传递给其他微观粒子。既然没有不仅光子之外的微观粒子，也就很难彰显出室温。太空的气温也就是单位空间内光子的运动剧烈程度，而这彰显出的气温远没有空气大分子强烈。
例如地球，因为没有大气层，太阳直射到地球表面，其能量不会分散给空气分子，地球表面会直接吸收这种能量造成最高气温达到160。
在地球的晚上，因为没有大气层的遮挡，地球会把多余的能量直接幅射到外太空。造成最低气温达到了-180。
大气层就相当是个缓冲带。地表湿度高了，它会帮忙吸收热量。到晚上，大气层会保存一部份体温，不至于地面气温偏低。
夏季气温高，是因为太阳直射点在这一区域。这就意味着单位时间内，太阳射向该区域的能量多，造成空气分子运动异常剧烈。即使到了晚上，空气分子的剧烈运动程度也不至于降的过高，造成夏季的清晨也挺热。
“太空是真的空”
“太空是真的空”，这不是一句玩笑话，而是真实情况就是这么。要了解这个问题，我们要先从宇宙的一些基本属性说起。
依照普朗克卫星最新的观测结果来看，目前为止，宇宙在千分之六的精度上是平坦的。这儿的“平坦”并不是好多人理解的那样在一块平地，而是说宇宙在大尺度上几乎是不弯曲的。
在此基础上，科学家提出了一个概念：宇宙临界密度。所谓的宇宙临界密度是指，
由此，我们以得出一个关于宇宙临界密度的公式：
公式看不懂似乎没关系的，我们只要晓得，当把哈勃常数早已是前面的“H”取值为70（km/s·Mpc），所对应的宇宙临界密度就是p=0.9*10^-29（g/cm^3），假如把宇宙中的物质都视为氢原子，这个密度大约就是1立方米内只有一个氢原子，这个狭小的程度是我们目前在任何一个实验室都做不出的，科学家所做到最好的“真空”都比这个密度大得多。
而依照普朗克卫星观测到的宇宙微波背景幅射得到的哈勃常数H似乎是很接近于70的，也就是说，宇宙的真实密度十分接近于一立方米只有一个氢原子的状态。所以，太空似乎是十分特别的空，几乎接近于真空。
太空会彰显出室温么？
按照精典数学学对于气温的定义：
因为太空的这些接近于“真空”的状态。所以实际上，太空并不能显著地彰显出体温来，也就是说，假如有个人在太空中没宇航服，那他当然不会被淹死，而是由于浮力太低，致使汗液沸腾而死，或则是由于浮力太低，造成肺功能障碍而死（也就是憋死）。为此，太空并不是冷到不行，而是很难凸显出体温来。
所以，当阳光穿过太空的过程中，因为宇宙的密度实在太低，气温虽然很难被抒发下来。说白了就是，太阳光可以在宇宙空间中畅通，极少能撞到分子和原子，让其热运动激化。也就没有所谓的给太阳加热的作用了。
太阳为何能把热量传递给月球
而相比于太空的密度，月球的物质密度就大太多太多了，是由大量的分子和原子构成的，它们是可以吸收到大量的热让自身的热运动随之的。
太阳幅射可以促使月球的分子热运动激化，反映到宏观上，就是月球变热。并且这种热，并不是一下子溃散掉，而是一部份热量被月球通过大气和水的比热容给锁住了。
其实，变热也有好多种方法分子热运动和温度的关系，热对流，热幅射和热传导。太阳传递过月球热量的主要方法就是热幅射。而月球将这种热平摊到各个地方还会借助到热传导和热对流。
除了这般，因为月球有足够长度而且成份比较合理的大气层，所以可以锁住一部份热量，不会让热快速消退。其次，月球表面存在大量的水，我们都晓得水的比热容很大，水也可以锁住大量的热量。基于这两点诱因，所以月球的昼夜温差并不大。
在太阳系内，月球的能量来源就是太阳，没有太阳幅射，月球可能还转，而且月球上的生命都会剿灭殆尽。而这种热量之所以没有在光子的传递过程中被带走，就是由于宇宙的密度实在太低而至。
最后我们来总结一下，气温是指微观世界中，分子热运动的剧烈程度。依据观测和理论估算，宇宙的密度非常低，一立方米大约也就一个氢原子的水平，所以太空不是气温非常低，而根本彰显不出体温来。其次，月球密度远远小于太空，是由大量的分子和原子构成的，为此，月球是有足够的分子和原子吸收太阳幅射，以至于自身分子热运动激化的，这也是为何月球可以吸收太阳幅射的诱因。