Kuu ja Maa siseehitusel on väikseid sarnasusi ja suuri erinevusi. Kuu koor on paksem kui Maa koor, ulatudes 70 kilomeetrist nähtaval poolel 150 kilomeetrini tagaküljel. Koore erineva paksusega  on ilmselt seletatav ka Kuu esi- ja tagakülje erinev välimus, kuna paksema koore tõttu ei pääsenud laava tagaküljel välja. Koore all on mantel, mis moodustab Kuust suurima osa. Seismiliste piki- ja ristlainete erinevus näitab, et Kuul on poolvedel tuum. Tuuma suurus pole täpselt teada, tema raadiuse hinnangud ulatuvad 100 kuni 400 kilomeetrini. Ta arvatakse koosnevat rauast. Kuu sisehituse ebasümmeetria tõttu on nihutatud ka Kuu raskuskese: geomeetrilise keskpunkti suhtes asub ta kolm kilomeetrit Maa suunas  ja üks kilomeeter vasakul (Maalt vaadatuna).