收集月球表面的氦-3主要通過以下兩種方法：
加熱月壤。首先，使用專門的機械收集月球表面的土壤，然後將收集到的土壤加熱至約600攝氏度或更高溫度，使土壤中的氦-3釋放爲氣體。接下來，通過真空泵將氦-3氣體抽取出來，並將其液化，便於運輸和返回地球。
機械破碎月壤。這種方法利用了月壤中鈦鐵礦顆粒表面的非晶玻璃層。這種玻璃層限制了氦原子的釋放，使得氦-3以氣泡的形式被捕獲並保存在玻璃層中。通過機械破碎玻璃層，可以在常溫下提取出氦-3，這種方法不需要加熱月壤，且提取速度較快。
這兩種方法都需要大量的能源，並且提取過程較爲複雜。