La Lune tourne autour de la Terre tous les 27 jours, 7 heures et 43 minutes. Cette période est connue sous le nom de mois sidéral. Elle est mesurée en suivant la position de la Lune par rapport aux étoiles lointaines qui restent dans des positions fixes dans le ciel.
La Lune orbite autour de la Terre sur une orbite elliptique, pas un cercle parfait. Il se déplace d'ouest en est, ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, si l'on regarde vers le bas depuis le pôle Nord. Il se déplace à une vitesse moyenne de 2 288 milles à l'heure, mais il se déplace à différentes vitesses à différents moments de son orbite. Lorsqu'il est plus près de la Terre, il se déplace plus rapidement et lorsqu'il est plus éloigné, il se déplace plus lentement. Sur une orbite, la Lune parcourt environ 1 423 000 milles autour de la Terre.
Bien que la Lune tourne autour de la Terre en 27 jours environ, il lui faut 29,5 jours pour parcourir toutes ses phases. Le temps qu'il faut à la Lune pour traverser un cycle de phases est appelé mois synodique. La différence de temps d'orbite se produit parce que la Lune orbite autour de la Terre comme la Terre orbite autour du Soleil. Cela signifie que la Lune doit voyager un peu plus loin sur son chemin pour rattraper la distance supplémentaire et terminer son cycle de phases.