月球俗稱月亮,也稱太陰.月球就是最明顯的天然衛(wèi)星的例子.在太陽系里,除水星和金星外,其他行星都是天然衛(wèi)星.月球的年齡大約也是46億年,它與地球形影相隨,關系密切.月球也有殼、幔、核等分層結構.最外層的月殼平均厚度約為60-65公里.月殼下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分體積.月幔下面是月核,月核的溫度約為1000度,很可能是熔融狀態(tài)的.月球直徑約3476公里,是地球的3/11.體積只有地球的1/49,質(zhì)量約7350億億噸,相當于地球質(zhì)量的1/81,月面的重力差不多相當于地球重力的1/6.
月球上面有陰暗的部分和明亮的區(qū)域.早期的天文學家在觀察月球時,以為發(fā)暗的地區(qū)都有海水覆蓋,因此把它們稱為“海 ”.著名的有云海、濕海、靜海等.而明亮的部分是山脈,那里層巒疊嶂,山脈縱橫,到處都是星羅棋布的環(huán)形山.位于南極附近的貝利環(huán)形山直徑295公里,可以把整個海南島裝進去.最深的山是牛頓環(huán)形山,深達8788米.除了環(huán)形山,月面上也有普通的山脈.高山和深谷疊現(xiàn),別有一番風光.
月球的正面永遠向著地球.另外一面,除了在月面邊沿附近的區(qū)域因天秤動而中間可見以外,月球的背面絕大部分不能從地球看見.在沒有探測器的年代,月球的背面一直是個未知的世界.
月球背面的一大特色是它幾乎沒有月海這種較暗的月面特征.而當探測器運行至月球背面時,它將無法與地球直接通訊.
月球約一個農(nóng)歷月繞地球運行一周,而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(wèi)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.
因為月球的自轉周期和它的公轉周期是完全一樣的,我們只能看見月球永遠用同一面向著地球.自月球形成早期,月球便一直受到一個力矩的影響引致自轉速度減慢,這個過程稱為潮汐鎖定.亦因此,部分地球自轉的角動量轉變?yōu)樵虑蚶@地公轉的角動量,其結果是月球以每年約38毫米的速度遠離地球.同時地球的自轉越來越慢,一天的長度每年變長15微秒.
月球?qū)Φ厍蛩┑囊κ浅毕F(xiàn)象的起因之一.月球圍繞地球的軌道為同步軌道,所謂的同步自轉并非嚴格.由于月球軌道為橢圓形,當月球處于近日點時,它的自轉速度便追不上公轉速度,因此我們可見月面東部達東經(jīng)98度的地區(qū),相反,當月處于遠日點時,自轉速度比公轉速度快,因此我們可見月面西部達西經(jīng)98度的地區(qū).這種現(xiàn)象稱為天秤動.又由于月球軌道傾斜于地球赤道,因此月球在星空中移動時,極區(qū)會作約7度的晃動,這種現(xiàn)象稱為天秤動.再者,由于月球距離地球只有60地球半徑之遙,若觀測者從月出觀測至月落,觀測點便有了一個地球直徑的位移,可多見月面經(jīng)度1度的地區(qū).這種現(xiàn)象稱為天秤動.
嚴格來說,地球與月球圍繞共同質(zhì)心運轉,共同質(zhì)心距地心4700千米（即地球半徑的2/3處）.由于共同質(zhì)心在地球表面以下,地球圍繞共同質(zhì)心的運動好像是在“晃動”一般.從地球北極上空觀看,地球和月球均以迎時針方向自轉；而且月球也是以迎時針繞地運行；甚至地球也是以迎時針繞日公轉的.
很多人不明白為甚么月球軌道傾角和月球自轉軸傾角的數(shù)值會有這么大的變化.其實,軌道傾角是相對于中心天體（即地球）而言的,而自轉軸傾角則相對于衛(wèi)星（即月球）本身的軌道面.在這個定義習慣很適合一般情況（例如人造衛(wèi)星的軌道）而且是數(shù)值相當固定的,但月球卻非如此.
月球的軌道平面（白道面）與黃道面（地球的公轉軌道平面）保持著5.145 396°的夾角,而月球自轉軸則與黃道面的法線成1.5424°的夾角.因為地球并非完美球形,而是在赤道較為隆起,因此白道面在不斷進動（即與黃道的交點在順時針轉動）,每6793.5天（18.5966年）完成一周.期間,白道面相對于地球赤道面（地球赤道面以23.45°傾斜于黃道面）的夾角會由28.60°（即23.45°+ 5.15°） 至18.30°（即23.45°- 5.15°）之間變化.同樣地,月球自轉軸與白道面的夾角亦會介乎6.69°（即5.15° + 1.54°）及3.60°（即5.15° - 1.54°）.月球軌道這些變化又會反過來影響地球自轉軸的傾角,使它出現(xiàn)±0.002 56°的擺動,稱為章動.
白道面與黃道面的兩個交點稱為月交點－－其中升交點（北點）指月球通過該點往黃道面以北；降交點（南點）則指月球通過該點往黃道以南.當新月剛好在月交點上時,便會發(fā)生日食；而當滿月剛好在月交點上時,便會發(fā)生月食.