Tycho ist ein auffallender Krater in den südlichen Hochebenen der erdzugewandten Mondseite. Er liegt mit seinem Zentrum bei 43,3° südlicher selenografischer Breite und 11,2° westlicher Länge, in der Nähe des Mare Nubium. Sein Durchmesser beträgt 85 Kilometer. Seine Tiefe ist im Vergleich mit den Verhältnissen anderer Mondkrater bemerkenswert ausgeprägt und misst von den Höhen des Kraterwalls 4850 Meter. Der Innenhang des Walls ist terrassiert und hat eine Neigung von 34 Grad. Der Außenhang ist 26 Grad geneigt. An den Hängen und am Kraterboden zeigen sich erstarrte Lavaflüsse. Vom Kraterboden erhebt sich ein zentrales Bergmassiv, ein so genannter Zentralberg, bis in eine Höhe von mindestens 1600 Metern; er besitzt vulkanische Kegel und Schlote.

Tycho hat einen sehr hellen Innenbereich und ist darüber hinaus das Zentrum des hellsten und ausgedehntesten Strahlensystems auf dem Mond, das einen großen Teil der Vorderseite überzieht und ihn zum wohl bekanntesten Strahlenkrater macht. An einem der Strahlen von Tycho lag die Landestelle von Apollo 17. Anhand der zur Erde gebrachten Proben des pulvrigen und hauptsächlich glasperlenartigen Materials wurde das Alter mit etwa 100 Millionen Jahren bestimmt und seine Entstehung durch den Auswurf eines großen explosionsartigen Einschlags am Ort von Tycho untermauert.

Am Nordrand des Kraters war Surveyor 7 gelandet. Im Zusammenhang mit Tycho gibt es eine Reihe von Berichten über TLPs.