测量月球和地球之间的距离主要有以下方法。
激光测距法是目前常用的精准方法。在地球上向月球发射激光束，月球表面安装有反射镜，能将激光反射回地球，通过记录激光发射和接收的时间差，利用光速已知（约299792458米/秒），根据距离等于光速乘以时间的一半（因为激光往返），就能精确算出地月距离。阿波罗计划期间，美国宇航员在月球表面放置了多面角反射镜阵列，为激光测距提供了便利，现在多个国家的天文台都能利用此进行测量，测量精度可达厘米级别。
天文观测法也可测量。通过三角视差法，在地球上不同地点同时观测月球，由于观测点存在距离，会产生视差，结合三角函数等知识计算地月距离。不过这种方法精度相对较低，早期天文学家曾用此估算地月距离。
雷达测距也能测量地月距离。向月球发射雷达波，雷达波遇到月球表面反射回来，通过测量发射和接收雷达波的时间差，进而计算出距离。但由于月球表面的反射特性等因素影响，测量精度不如激光测距法。
