月亮一面繞地球公轉，一面在自轉，而它自轉一周的時間，正好和它繞地球公轉一周的時間相同，都是27.3天。所以，當月亮繞地球轉過一個角度，它也正好自己旋轉了相同的角度，如果月亮繞地球轉了360度 ，它也正好自轉了一圈，永遠是一面朝著地球，另一面背著地球。更加精確的觀測可以發現，月球沿著橢圓形軌道繞地球運動，公轉速度不像自轉速度那么均勻，而且它的自轉軸又不垂直于公轉運動軌道面，因此有時候，我們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；平原所占面積較少，而環形山則較多。