月球具有自转能力。在绕地球公转的过程中，月球同时进行自转，其自转周期约为27.32166日，恰好与一个恒星月相吻合。所谓恒星月，是指月球相对于一颗恒星的公转周期。因此，我们难以观测到月球的背面，这一现象被称为同步自转，亦即潮汐锁定。在太阳系的卫星世界中，潮汐锁定几乎是一种普遍存在的规律。
那么，为什么月球总是一面朝向地球呢？这是因为地球对月球产生了巨大的潮汐力。这种力量会使物体沿纵向拉长，横向压扁。例如，一根杆在潮汐力作用下，竖直时的能量比横卧时更低。因此，当物体具备释放能量的机制时，它往往会趋向于能量较低的状态。而在没有能量输入的情况下，物体不可能从能量低的状态转变为能量高的状态。
地球同样受到月球潮汐力的影响，海水的潮涨潮落便是这种能量释放的一种方式。同时，地球的自转速度在历史进程中确实有所减缓。尽管月球现在是一个固态天体，但在过去，它曾是一个炽热的、拥有火山活动的、易于变形的世界。在当时，月球的自转能量全部释放到了火山活动中。因此，最终月球停了下来，使其一面始终朝向地球。
关于月球的公转周期，它沿着一个圆形轨道绕地球运行。这个轨道平面在天球上截得的大圆称为白道。白道平面不与天赤道重合，也不与黄道面平行，其空间位置在不断变化。月球公转周期为27.32日。月球轨道（白道）对地球轨道（黄道）的平均倾角为509度。然而，我们知道月球平均每年以3.8厘米的速度逐渐远离地球。
