Algumas luas do Sistema Solar apresentam características muito diferentes da Lua terrestre, com superfícies rochosas ou geladas e intensa atividade geológica. Elas preservam pistas sobre a história e a formação do Sistema Solar. Algumas também despertam interesse por apresentarem ambientes que podem reunir condições favoráveis à existência de vida microbiana.

Em 10/10/1846, o astrônomo britânico William Lassell descobriu Tritão, a maior lua de Netuno. Gelado e com cerca de 2.700 km de diâmetro, o satélite possui uma rara órbita retrógrada. Essa característica reforça a hipótese de que Tritão foi capturado pela gravidade de Netuno.

Europa, uma das luas mais conhecidas de Júpiter, foi descoberta por Galileu Galilei em 1610. Sua superfície é coberta por gelo e há fortes evidências da existência de um oceano de água líquida sob a crosta. Por isso, é considerada um dos locais mais promissores do Sistema Solar na busca por ambientes potencialmente habitáveis.

Titã, a maior lua de Saturno, foi descoberta pelo astrônomo Christiaan Huygens em 1655. É a única lua do Sistema Solar com uma atmosfera densa, composta principalmente de nitrogênio. Sua superfície abriga lagos e mares de metano e etano líquidos, uma característica única entre as luas conhecidas.

Fobos é uma das duas luas de Marte e foi descoberta pelo astrônomo Asaph Hall em 1877. De formato irregular, orbita muito próximo ao planeta e se aproxima gradualmente dele. Em dezenas de milhões de anos, poderá colidir com Marte ou se fragmentar, possivelmente formando um anel.

Ganímedes, uma das luas de Júpiter, foi descoberta por Galileu Galilei em 1610 e é a maior lua do Sistema Solar, superando até Mercúrio em diâmetro. Sua superfície é formada principalmente por gelo e rocha, e há fortes evidências da existência de um oceano de água salgada sob sua crosta.

Calisto, uma das luas de Júpiter, foi descoberta por Galileu Galilei em 1610 e é a terceira maior lua do Sistema Solar. Sua superfície, formada por gelo e rocha, é extremamente antiga e intensamente marcada por crateras. Há também evidências de que possa existir um oceano de água salgada sob sua crosta.

Miranda, uma das luas de Urano, foi descoberta pelo astrônomo Gerard Kuiper em 1948. O satélite chama atenção por sua superfície bastante acidentada, com cânions, falhas e enormes escarpas. Entre elas está Verona Rupes, uma das maiores estruturas desse tipo conhecidas no Sistema Solar.

Jápeto (Iapetus), lua de Saturno, foi descoberto por Giovanni Domenico Cassini em 1671. O satélite chama atenção pelo forte contraste de sua superfície, com uma região muito escura e outra bastante clara. Também se destaca por uma enorme cadeia de montanhas que acompanha parte de seu equador.

Caronte (Charon), a maior lua de Plutão, foi descoberta pelo astrônomo James Christy em 1978. É tão grande em relação a Plutão que os dois orbitam um ponto comum situado fora do próprio Plutão. Assim, o conjunto é frequentemente descrito como um sistema binário, embora Plutão seja oficialmente classificado como planeta anão e Caronte como sua lua.