月亮會自轉。月球在繞地球公轉的同時進行自轉，周期27.32166日，正好是一個恒星月，因此看不見月球背面。這種現象稱“同步自轉”，或“潮汐鎖定”，是太陽系衛星世界的普遍規律。一般認為是衛星對行星長期潮汐作用的結果。月球每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同，月球的軌道平面較接近黃道面，而不是在地球的赤道面附近。相對于背景星空，月球圍繞地球運行（月球公轉）一周所需時間稱為一個恒星月；而新月與下一個新月（或兩個相同月相之間）所需的時間稱為一個朔望月。朔望月較恒星月長是因為地球在月球運行期間，本身也在繞日的軌道上前進了一段距離。