月球矿物资源的原位利用技术是月球基地建立和后续深空探索的基础。由于月球特殊环境及地月运输成本的限制，现有矿冶技术难以直接应用于月球矿物的原位开发。
各国的科研人员围绕月球矿物资源原位利用方向开展了卓有成效的研究工作，发展了几种极具应用潜力的技术。这些方法可分为材料化成型和提取冶金两类，其中材料化成型工艺如烧结法、3D 增材制造法等，主要用于将月壤直接材料化成型以制备月球基地建材。提取冶金工艺包括碳/氢化学介质还原法、电解还原法以及真空热解法等，可生产月壤矿物对应的金属单质或其低价氧化物，并获得氧气。
一个由上海大学材料科学与工程学院、中科院微小卫星创新研究院的科研人员组成的研究团队概述了已有月壤原位利用技术如的一般原理、基本过程、热力学动力学基础及近期研究进展，同时探讨了这些方法的一些优缺点，并展望了其在月球矿物原位利用上的应用前景。相关研究成果发表于《工程科学学报》。
国内外开展的针对月壤风化层的资源原位利用技术可分为材料化成型和提取冶金两类。
材料化成型是以熔融再硬化或压制等各种成型技术实现对月壤的成型并制备材料。提取冶金聚焦于利用化学机理提取月壤中的氧气、金属、低价金属氧化物，通过使用各类化学介质、特殊还原物质或高温手段实现对月壤中物质的提取和分离。
研究最后指出：
(1) 月球特殊环境对相关技术的研发和应用有较大的影响。月壤粒度较小且矿相复杂，主要蕴含的氧化物是目前地球上已得到广泛利用的矿物。其中SiO2、FeO、Al2O3、TiO2、CaO 等可作为未来月球资源原位利用和月球基地建设的重要原材料。
(2) 现阶段的材料化利用方法中，直接烧结法、3D 增材制造法、熔融月壤制备玻璃纤维等方法难以在月球环境条件下满足高效率、低成本、易操作等需求。其中直接熔融月壤制备玻璃纤维法是较具前景的原位利用手段，但在月球环境下的适用性仍有待进一步验证。此外，激光3D 打印和太阳光聚焦3D 打印可充分利用月球的太阳能资源，但技术成熟度水平较低。
(3) 月壤提取冶金方面，化学介质还原法中的气基还原技术对于月壤含铁矿物有较好的提取效果。以水电解制氢为基础的氢冶金技术可直接制备金属和氧气，是较具前景的原位利用技术。氟化法的氧气制备效率较高，如能进一步提高氟循环效率，可能发展为一种重要的氧气制备手段。电解法工艺成熟且对原料适应性高，理论上可以还原风化层中的任何金属氧化物，但该技术与实现应用仍有较大差距，需进一步提升电流效率并不断改良惰性阳极材料。真空热解法对月球环境适应性高，其中激光热解法具有技术原理简单、设备易操作、对原料要求低，月球环境适应性好等优点。是极具潜力的月球原位冶金技术。当前激光热解技术发展仍面临一些亟待解决的问题：
(a)难以实现均匀的激光烧蚀区温度，热解所需的高温条件较难控制而影响热解效率;
(b)分解后形成的氧原子及金属离子在降温过程中会发生重新结合的现象，降低了分解效率，需研发高效的产物分离技术。随着激光热解技术的发展，未来有望对原料目标实现稳定可控的持续超高温加热，提升热解效率。同时可借鉴不同的物理分离手段，如外加电磁场等方法实现金属原子和氧原子的高效率分离和收集。此外，产物收集系统的设计和完善也是月壤真空热解技术亟待解决的关键点之一。
目前国内外针对月壤资源的原位利用技术已开展了大量研究工作，但由于月球环境条件特殊等问题，部分技术对月球环境的适用性较难验证。月球的超高真空和微重力特点可为资源的原位利用提供无氧反应环境，无容器生产和冶炼等优势，但也提升了部分技术的实施难度。大温差、宇宙射线强辐射给材料及产物稳定性带来了不确定因素。长远来看，可考虑同时发展月壤提取冶金技术与月壤材料化成型技术，形成原料制备、构架制造的生产链，未来实现对月壤资源的规模化、连续化、模块化利用。
