Fazy księżyca są powodowane przez ruchy Ziemi i Księżyca, które odnoszą się do Słońca. Fazy występują, gdy strona Księżyca zwrócona w kierunku Ziemi zmienia się w ciągu 29,5 dnia, kiedy księżyc obraca się wokół planety. Kiedy zmienia się kąt światła słonecznego odbijającego się od księżyca, ludzie obserwują różne poziomy oświetlenia od księżyca. Fazy te są pełne, zanikające, trzeci kwartał, zanikający sierp, nowy, woskowy półksiężyc, pierwszy kwartał i woskowanie gibbous. Każda faza trwa około siedmiu dni.
Nów pojawia się, gdy księżyc znajduje się po tej samej stronie nieba, co słońce. Pełni księżyc wschodzi po przeciwnej stronie Ziemi jak słońce. Półksiężyc znajduje się w połowie drogi między nową a pełną fazą. Podczas nowiu księżyca strona przeciwna księżyca jest w całości oświetlona przez słońce. Księżyc obraca się wokół własnej osi z taką samą prędkością jak jego obrót wokół Ziemi, więc ta sama strona księżyca zawsze jest zwrócona w kierunku Ziemi.
Powodem, dla którego ludzie oglądają księżyc w pełni po przeciwnej stronie Ziemi od słońca, jest to, że orbita księżyca chwieje się o 5 stopni od orbity Ziemi. Zaćmienia pojawiają się, gdy Ziemia, Księżyc i Słońce wyrównują się dokładnie w tej samej płaszczyźnie Układu Słonecznego, więc Księżyc znajduje się w cieniu Ziemi lub Ziemia znajduje się w cieniu Księżyca.
