Księżyc nie zmienia fizycznie kształtu. Ziemia krąży stopniowo, a światło słoneczne i cienie tworzą każdego wieczora nieco inny wygląd. Księżyc potrzebuje około miesiąca, aby całkowicie przejść przez jego fazy.
Podobnie jak w przypadku wszystkich planet i innych ciał księżycowych w Układzie Słonecznym, księżyc nie emituje własnego światła; odbija światło słoneczne. Kiedy obserwuje się księżyc w pełni, jest on umieszczony po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce, a gdy pojawia się nowy księżyc, księżyc i słońce znajdują się po tej samej stronie Ziemi. Z punktu widzenia Słońca księżyc jest zawsze pełny, ponieważ nie ma przeszkód, by tworzyć cienie.
Podczas zaćmienia Księżyca księżyc przejdzie wszystkie jego fazy w ciągu kilku godzin. Zaćmienie Księżyca występuje, gdy księżyc powoli wchodzi, przemierza i opuszcza cień Ziemi. Księżyc często przyjmuje czerwony odcień, nazywany krwawym księżycem, podczas zaćmienia, gdy niewielka część światła słonecznego owija się wokół Ziemi i odbija się od powierzchni Księżyca. Kiedy księżyc znajduje się dokładnie między Ziemią a Słońcem, następuje zaćmienie Słońca, które czasami jest częściowe lub całkowite.
