La Luna compie una rotazione sul proprio asse e una rivoluzione intorno alla Terra, che a sua volta gira intorno al Sole. Il nostro satellite è un corpo opaco e, come la Terra, ha sempre un emisfero illuminato dal Sole.
Poiché il suo periodo di rotazione è uguale a quello di rivoluzione, la Luna rivolge alla Terra sempre la stessa faccia, ora illuminata - completamente o in parte -, ora buia e quindi invisibile. I diversi aspetti con cui la Luna ci appare sono detti fasi. Il satellite ci mostra la faccia buia, non illuminata dal Sole (Luna nuova o novilunio) quando si trova tra Terra e Sole. Quando si trova invece sulla perpendicolare alla retta che congiunge Sole e Terra, vediamo solo un quarto illuminato (primo o ultimo quarto). Quando Luna e Sole sono in posizioni opposte rispetto alla Terra il nostro satellite ci mostra la faccia completamente illuminata (Luna piena o plenilunio).
Ognuna di queste fasi dura circa una settimana.
Si dice che la Luna è crescente quando si passa da novilunio a plenilunio: la zona della superficie illuminata cresce fino alla Luna piena.
Si dice che è calante quando si va da plenilunio a novilunio: la superficie illuminata diminuisce lentamente, fino a divenire una falce sempre più sottile che si riduce al buio del novilunio.
Se Terra, Sole e Luna si trovano sullo stesso piano, in novilunio e in plenilunio si verificano le eclissi.