Trong đêm 6-7/4, Artemis II sẽ lượn quanh Mặt Trăng, cho bốn phi hành gia – ba người Mỹ và một người Canada – quan sát trực tiếp mặt khuất với tầm nhìn toàn cảnh hiếm có. Christina Koch cho biết đã nhìn thấy một hẻm núi khổng lồ hình thành từ va chạm tiểu hành tinh cách đây 3,8 tỷ năm. Quỹ đạo ở độ cao khoảng 6.400 km giúp bao quát toàn bộ bề mặt, kể cả vùng cực, khác với Apollo từng bay ở khoảng 110 km.

Trước khi con người đến gần, mặt khuất được chụp ảnh bởi các tàu thăm dò: ảnh đầu tiên do Luna 3 (1959), rồi nhiều sứ mệnh quỹ đạo trong 60 năm. Đầu 2019, tàu đổ bộ Chang’e-4 của Trung Quốc lần đầu hạ cánh xuống mặt khuất, mở ra kỷ nguyên khảo sát tại chỗ.

Do bị khóa thủy triều với Trái Đất, Mặt Trăng tự quay hết một vòng đúng bằng thời gian quay quanh Trái Đất, nên mặt khuất nhận chu kỳ nắng tối như mặt thấy được. Dẫu vậy, diện mạo rất khác: mặt gần có nhiều mảng tối gọi là các biển bazan do dung nham cổ, còn mặt khuất sáng hơn, lởm chởm và thiếu vắng các biển. William Anders từng mô tả nó như một bãi cát đầy vết lõm và hố.

Các khác biệt còn gồm bề dày vỏ và tuổi bề mặt. Mùa xuân 2025, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) công bố mặt gần ấm hơn mặt xa, có thể do hoạt động núi lửa 3-4 tỷ năm trước. Theo giả thuyết va chạm khổng lồ cách 4,5 tỷ năm, Mặt Trăng hình thành từ mảnh vỡ nóng chảy; Robert Lamontagne nói với Đài Radio-Canada (Radio-Canada) rằng các va chạm lớn ở mặt gần khiến dung nham tràn ra, đóng rắn thành những biển tối.

Để khai thác tối đa dữ liệu, phi hành đoàn đã tập huấn hơn hai năm để nhận diện cấu trúc địa chất và sắc độ nâu, be của bề mặt. Họ sẽ truyền miêu tả, ghi chú và chụp ảnh bằng ba máy Nikon, giúp làm rõ địa chất, thành phần và lịch sử Mặt Trăng, từ đó soi chiếu lịch sử hệ Mặt Trời.

Trong lúc khuất sau Mặt Trăng, liên lạc với Trái Đất sẽ bị gián đoạn khoảng 40 phút, khiến Trung tâm Vũ trụ Kennedy (Kennedy Space Center) phải nín thở. Derek Buzasi thuộc Đại học Chicago (University of Chicago) nhận định trải nghiệm vừa hồi hộp vừa đáng ngại. Giai đoạn cuối, tàu, Mặt Trăng và Mặt Trời sẽ thẳng hàng tạo nên một nhật thực kéo dài khoảng 53 phút; Trái Đất sẽ khuất rồi hiện lại, và phi hành đoàn dự tính tái hiện bức ảnh Earthrise của Apollo 8.