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月球每天东升西落的运动是地球自转的反映 。月球本身还在恒星间自西向东运动 ，这种运动是月球围绕地球公转的反映 。如果在几小时内连续观察月球相对于某一亮星的相对位置 ，就会觉察出月球不断地向东移动：每小时大约移动半度，每天移动13°。经过27.3217，即27日7时43分12秒 ，完成一次周期运动 。
由于太阳的引力作用 ，月球的轨道不断在变化，白道和黄道的交点不断地沿黄道向西（和月球公转方向相反）移动 ，每年约19°4′ 。经过18.6年 ，交点沿黄道运行一周，所以月球每次公转都沿着新的途径。此外 ，月球轨道的偏心率 、月球轨道拱线也在变化。月球在轨道上各点还有大小不同的加速度和减速度 。所以 ，月球的运动是非常复杂的 。
从地球眺望月亮，似乎觉得月球并没有自转 ，因为它总是以同一面向着地球的 ，因为总是看到同样的斑点，即“吴刚砍伐桂树 ”。其实这一点正说明月球在自转 ，其自转周期恰好与它的公转周期相等：假设月亮公转与自转相等 ，当月球经过它的轨道的1/4时，它本身也自转了90°的弧，此时月球上的斑点恰好正对着地球了；反之 ，倘若月球不自转 ，那么从地球上看月亮的斑点，它将每月转动一周 ，就不会总是看到月球上同样的斑点 。
月球绕地球旋转叫月球的公转 。月球的运动是自西向东的 ，它的轨道同所有天体的轨道一样也是椭圆状的，距地球最近的一点叫近地点 ，而离地球最远的那一点叫远地点。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道” 。白道平面不重合于天赤道 ，也不平行于黄道面，而且空间位置不断变化 。周期173日。月球轨道（白道）对地球轨道（黄道）的平均倾角为5°09′ 。
月亮向西运动的证据是它每次西沉的时刻平均要推迟49分钟 ，若相对恒星来说 ，它的运动周期约27.3天， 但与此同时 ，地球本身也在绕日的轨道上前进了一段距离 ，因此月亮要完成它的一个相位周期，即从新月开始经满月又回到新月就应再增2天多，共计约29.53天 。因此 ，相对于背景星空 ，月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间，即月亮的恒星运动周期约27.3天 ，称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间 ，即相对日地联线的运动周期约29.53天，称为一个朔望月；朔望月便是月份的依据。
月球约一个农历月绕地球运行一周 ，而每小时相对背景星空移动半度 ，即与月面的视直径相若 。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面 ，而不是在地球的赤道面附近 。
很多人不明白 ，为什么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实，轨道倾角是相对于中心天体（即地球）而言的 ，而自转轴倾角则相对于卫星。
月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持着5.145396°的夹角 ，而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角 。因为地球并非完美球形，而是在赤道较为隆起，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动） ，每6793.5天（18.5966年）完成一周 。期间 ，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面）的夹角会由28.60°（即23.45°+5.15°）至18.30°（即23.45°-5.15°）之间变化。同样地，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°（即5.15°+1.54°）及3.60°（即5.15°-1.54°） 。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角 ，使它出现±0.00256°的摆动 ，称为章动 。
白道面与黄道面的两个交点称为月交点——其中升交点（北点）指月球通过该点往黄道面以北；降交点（南点）则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时，便会发生日食；而当满月刚好在月交点上时 ，便会发生月食 。
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