La Luna ruota attorno alla Terra ogni 27 giorni, 7 ore e 43 minuti. Questo periodo di tempo è noto come mese siderale. Si misura seguendo la posizione della Luna in relazione a stelle lontane che rimangono in posizioni fisse nel cielo.
La Luna orbita intorno alla Terra in un'orbita ellittica, non un cerchio perfetto. Si sposta da ovest a est, o in senso antiorario, se si guarda giù dal Polo Nord. Viaggia ad una velocità media di 2.288 miglia all'ora, ma si muove a velocità diverse in momenti diversi durante la sua orbita. Quando è più vicino alla Terra, si muove più velocemente, e quando è più lontano, si muove più lentamente. In un'orbita, la Luna percorre circa 1.423.000 miglia attorno alla Terra.
Sebbene la Luna orbita attorno alla Terra in circa 27 giorni, occorrono 29,5 giorni perché la Luna attraversi tutte le sue fasi. Il tempo impiegato dalla Luna per passare attraverso un ciclo di fasi è noto come un mese sinodico. La differenza nei tempi di orbita si verifica perché la Luna orbita attorno alla Terra mentre la Terra orbita attorno al Sole. Ciò significa che la Luna deve viaggiare un po 'più avanti sul suo percorso per compensare la distanza aggiuntiva e completare il suo ciclo di fase.