Les terrains de la station ont été achetés en 1992 à la Big Sky Lumber Company et ont commencé sous le nom de Moonlight Basin Ranch, un développement immobilier sur le bord nord de la station Big Sky adjacente. Les 10 000 hectares initiaux du ranch ont été achetés par les partenaires Lee Poole et Joe Vujovich de la ville voisine d’Ennis, ainsi que par Keith Brown de Fort Lauderdale, en Floride. Ils ont acheté le terrain pour 6,5 millions de dollars à la Big Sky Lumber Company, une société de développement immobilier créée par le fondateur du Yellowstone Club, Tim Blixseth, et les partenaires Mel et Norm MacDougal. La vente de la propriété du Moonlight Basin Ranch faisait partie des 165 000 acres (67 000 ha) que Blixseth et les frères MacDougal ont acheté à Plum Creek Timber pour 27,5 millions de dollars plus tôt en 1992.
Moonlight Basin a ouvert en tant que domaine skiable indépendant en décembre 2003 sur la face nord de Lone Mountain. Le sommet de 11 166 pieds (3403 m) est accessible par le tramway de Lone Peak, qui fait partie de Big Sky Resort. La station, qui a été construite entièrement sur des terres privées, est adjacente à la zone de nature sauvage Lee Metcalf et au Yellowstone Club, dans le bassin versant de la rivière Madison, dans le comté de Madison. Le Big Sky Resort, également sur des terres privées, se trouve dans le drainage de la rivière Gallatin qui s’écoule dans le comté de Gallatin.
Le bassin de Moonlight présente une grande variété de terrains, le plus extrême étant le Headwaters Bowl. Ces chutes et ravins abrupts se trouvent sur la face nord de Lone Mountain, et on peut y accéder à pied depuis la remontée Headwaters (ouverte en décembre 2005) ou la remontée Challenger de Big Sky, qui déchargent toutes deux à un peu moins de 10 000 pieds (3 048 m) au-dessus du niveau de la mer.
La station comporte également un certain nombre de bols ouverts, du ski dans les arbres, des bosses, de longues pistes de damage et des pistes pour débutants. Un billet de remontée adulte d’une journée complète pour la saison 2008-2009 coûtait 39 $ (à titre de référence, le prix du forfait d’une journée complète pour la saison 2020-2021 était en moyenne d’environ 175 $). Au départ, les visiteurs ne pouvaient skier que du côté de Moonlight Basin ; s’ils voulaient accéder à Big Sky, ils devaient acheter un billet séparé. Cela a changé en 2005, lorsque Big Sky Resort et Moonlight Basin ont lancé leur offre » Biggest Skiing in America « , qui donnait aux visiteurs l’accès aux deux stations avec l’achat d’un seul billet de remontée (ou abonnement de saison).
La remontée principale de Moonlight Basin est le Six Shooter, un télésiège à grande vitesse pour six personnes qui monte à 1 850 pieds verticaux (564 m) depuis la base. Le télésiège Headwaters se connecte au sommet de Six Shooter après une courte randonnée, s’élevant de 685 pieds (209 m) supplémentaires, pour un total de 2 535 pieds (772 m) de montée verticale depuis la base de 7 000 pieds (2 134 m). L’autre remontée supérieure est le quadruple Lone Tree, un fauteuil pour quatre personnes qui donne accès à un terrain de niveau plus avancé au nord-ouest du Headwaters Bowl.
Les deux télésièges originaux de Moonlight Basin, Iron Horse & Pony Express, ont été installés par le Moonlight Basin Ranch au milieu des années 1990, avant qu’il ne soit une station de ski autonome. Les remontées mécaniques étaient exploitées par le Big Sky Resort.
Moonlight Basin fait partie du Greater Yellowstone Ecosystem, reliant deux sections de la nature sauvage Lee Metcalf. Il forme un corridor faunique pour la migration des wapitis et l’habitation des grizzlis. À ce titre, la société mère de la station de ski, Moonlight Basin Ranch, a engagé un pourcentage important de ses propriétés foncières dans la conservation.