月球公轉週期27.321661天，這一週期叫做“恆星月”。自轉週期27.32166155天，因為兩者相當接近，所以大家所看到的月球總是同一面。但是，更加精確的觀測可以發現，月球沿着橢圓形軌道繞地球運動，公轉速度不像自轉速度那麼均勻，而且月亮的自轉軸又不垂直於公轉運動軌道面。因此有時候，大家還是能夠看見月亮背面的一小部分，與正面相比，月球背面的地形更加凹凸不平，起伏懸殊。
其實月球自轉週期並不與公轉週期完全吻合，而且自轉、公轉週期也在不停的變化。
即在上千萬億年的時間裏，月球背向我們的那一面是在逐漸變化的，只是這個變化速度很慢，對於較小的時間尺度如幾個世紀來説，可以説月球總是以相同的一面朝着人們。
由於月球的軌道是一個傾斜的橢圓形軌道，它在不同的軌道位置面向地球的一面稍有不同，所以人們從地球上可以觀測到月球整個表面的59%。
