月亮一面绕地球公转，一面在自转，而它自转一周的时间，正好和它绕地球公转一周的时间相同，都是273天。所以，当月亮绕地球转过一个角度，它正好自己也旋转了相同的角度。如果月亮绕地球转了360度，它正好也自转了一圈，所以永远是一面朝着地球，另一面背着地球。
更加精确地观测可以发现，月亮沿着椭圆形轨道绕地球运动，公转速度不像自转速度那么均匀，而且它的自转轴又不垂直于公转运动轨道面，因此，有时候我们还是能看见月亮背面的一小部分。与正面相比，月亮背面的地形更加凹凸不平，起伏悬殊：平原面积较少，而环形山则较多。