月球的自转
月球在绕地球公转的同时进行自转，周期27.32166日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因：
1、在椭圆轨道的不同部分，自转速度与公转角速度不匹配。
2、白道与赤道的交角。

天秤动
由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远日点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道，因此月球在星空中移动时，极区会作约7度的晃动，这种现象称为天秤动。再者，由于月球距离地球只有60地球半径之遥，若观测者从月出观测至月落，观测点便有了一个地球直径的位移，可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动。

月食
月食是一种特殊的天文现象，指当月球运行至地球的阴影部分时，太阳，月球，地球，行成一条直线，太阳光被月球遮住，所以每当农历15日前后可能就会出现月食。
也就是说，此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直线，因此从太阳照射到月球的光线，会被地球所掩盖。

以地球而言，当月食发生的时候，太阳和月球的方向会相差 180 度，所以月食必定发生在“望”(即农历15日前后)。要注意的是，由于太阳和月球在天空的轨道 (称为黄道和白道) 并不在同一个平面上，而是有约 5 度的交角，所以只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近，才有机会连成一条直线，产生月食。

月食分类
月食可分为月偏食、月全食及半影月食三种。当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食；而当整个月球进入地球的本影之时，就会出现月全食。至于半影月食，是指月球只是掠过地球的半影区，造成月面亮度极轻微的减弱，很难用肉眼看出差别，因此不为人们所注意。

地球的直径大约是月球的4倍，在月球轨道处，地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会完全进入地球的本影，而产生月全食。而如果月球始终只有部分为地球本影遮住时，即只有部分月亮进入地球的本影，就发生月偏食。月球上并不会出现月环食。因为，月球的体积比地球小的多。