有关中秋节的神话传说，以嫦娥奔月的故事最为著名。汉代以前记载嫦娥奔月的文献，有下列三种：《文选》卷六○〈祭颜光禄文〉注引战国《归藏》说 ：

昔嫦娥以西王母不死药服之，遂奔月为月精。

《淮南子》「览冥训」说：羿请不死药于西王母，姮娥窃以奔月，怅然有丧，无以续之。（姮本作恒，为避淮南王刘恒讳，改之。又恒等于常，故后世以嫦代恒。 ）

《全上古三代秦汉三国六朝文》卷五五辑张衡《灵宪》：

嫦娥，羿妻也，窃西王母不死药服之，奔月。将往，枚占于有黄。有黄占之曰：「吉，翩翩归妹，独将西行，逢天晦芒，毋惊毋恐，后且大昌」。嫦娥遂托身于月。是为蟾蜍 。

嫦娥奔月的故事就在这个基础上，发展出几种情节大同小异的传说。以下所述，则是在汉族间广泛流传的本子 。

相传在远古时代，有十个太阳一齐出现在天空，晒得土地干裂，海水枯竭，不聊生。这时有个做后羿的英雄，他力大无穷，能开万斤宝弓，射杀各种猛兽。他同情受日晒之苦的众多百姓，就举起他的宝弓，一口气射下了九个太阳。并严令第十个太阳按时起落，造福人民 。

从此，后羿的名字传遍了天下。后来，他又娶了娴淑美丽的妻子叫嫦娥，夫妇俩十分恩爱 。

有一天，后羿在打猎的途中遇到一个老道士。老道士很钦佩后羿的为人，就送给他一包不死药。并告诉后羿，只要吃了这药，就能长生不老，成仙升天。后羿回家后，就把不死药交给了嫦娥 。

不料，后羿的徒弟蓬蒙，心存不良，想偷吃后羿的不死药，成仙上天。有一天，他趁后羿出门打猎的时候，偷偷溜了回来，闯进嫦娥的房间，逼她交出那包不死药。嫦娥迫不得已，就把不死药全部吞下，立刻身轻似燕，直冲云霄，往月宫飞奔而去了 。

由于嫦娥奔月的那天，正巧是八月十五。于是每年的八月十五，后羿和乡亲们，就会在月下摆水果祭月，表达他们对嫦娥的思念。此后世代相传，人们就把八月十五定为中秋节 。

另一种嫦娥奔月的故事，则叙后羿射日，立了大功后，被人民拥戴为王。但他刚复自用，亳不体恤人民，所以老百姓都敢怒而不敢言。有一天，后羿派了一位道士去向王母娘娘乞一种仙药，吃了可以长生不老。人们听说这个消息，个个愁容满面，深恐后羿的残暴永无休止。幸而后羿的妻子嫦娥十分同情人民的处境，就把仙药偷偷的吃了。吃下仙药后，果困然身轻如燕，飘飘然地向月宫飞去 。

除了嫦娥奔月的故事外，还有两则传说也和月亮有关：早在战国时代，古人就传说月中有蟾蜍。屈原在《天问》中说：「夜光何德，死则又育？厥利惟何，而顾菟在腹？」根据闻一多先生〈天问释天〉中的说法，「顾菟」即蟾蜍，《灵宪》中也说：「嫦娥遂托身于月，是为蟾蜍」。因为月宫中有蟾，所以人们俗称月宫为「蟾宫」。又因为「菟」字与「兔」字相近，所以另有一种说法说月中有白兔，不管是蟾蜍或白兔，牠们所做的事就捣药，即不死药。如《乐府诗集》「相和歌辞，董逃行」中就有：「采取神药若木端，白兔长跪捣药虾丸蟆丸」之句 。

从近年出土的汉墓中，更可看到蟾蜍捣药形象化的证据。常任侠在（沙坪坝出土之石棺画像研究）一文中指出：「较小一棺，前额刻一人首蛇身像，一手捧月轮。后刻两人一蟾，蟾两足人立，手持方杵而下捣。右侧一人，两手捧物而立」 。

上文所谓「传说中之桂树」，即指下一则传说「吴刚伐桂」。据唐朝段成式（八○三？─八六三）的《酉阳杂俎》「天咫」说：「旧言月中有桂，有蟾蜍。故异书言，月桂高五丈，下有一人，常斫之，树创随合。人姓吴名刚，西河人，学仙有过，谪令伐树。」吴刚伐桂的传说使得月亮又增添了几个雅致的别名，如「桂月」、「桂宫」、「桂轮」等等 。