科學家們已經提出了多種月球基地的采礦方案，包括借鑒地球采礦技術和采礦設備，計算機控制的遙控操作采礦系統等。月球采礦將分階段實現：第一階段首先進行勘探和采礦的實驗性研究；第二階段建設采礦所需的基礎設施，例如從地球上將勘探、施工和采礦設備部件運送到月球基地上進行裝配，建設采礦場，并開展小規模作業；第三階段將擴大采礦作業；第四階段將建成先進的月球采礦基地，采礦人員將在控制室中遙控機器人進行較大規模的開采。

目前，美國在研討未來月球冶金工業的建設方案。估計到2025年左右，月球上就會出現第一批冶金廠，生產各種金屬制件和液氧，供建設月球基地、太陽能電站、空間站以及其他航天器的需要。

月球采礦將是個高度自動化的過程，平時無人值守，隔一段時間，航天員對開采設備進行一次檢查和維護。月球上的開采設備與地球上的開采設備有許多不同，它們大都是遙控開采機器人，以電力驅動，能承受惡劣的月球環境，采用模塊化設計，以便于更換部件和維修。

開采機器人能夠“一專多能”，除完成“本職工作”外，還能承擔一些通用性的任務，如起重、拖運等。由于月球重力加速度只有地球的1/6，與地球質量相同的物體在月面要輕得多，因此月面運輸的能耗很低。對于開采量較大的作業，需要使用可移動的處理設備如移動處理廠等，避免大量的原料運輸，以提高開采效率。