Sono determinate dalla posizione che assumono di volta in volta la Luna e la Terra rispetto al Sole
Quando la Luna si trova allineata tra il Sole e la Terra il suo lato buio è rivolto verso di noi ed essa sarà invisibile: è la fase di LUNA NUOVA., Sole e Luna sorgono e tramontano contemporaneamente.
Quando i tre corpi celesti sono allineati con la Terra in mezzo si ha la LUNA PIENA, la Luna sorge al tramonto e tramonta all'alba e culmina al meridiano ( a sud ) a mezzanotte , la luna haun'età di circa 14 giorni.
Quando la Luna si trova a metà strada e l'angolo Sole-Terra-Luna è 90°, allora vediamo solo metà del globo lunare illuminato dal Sole e ci troviamo nella fase di:
PRIMO QUARTO
, quando la Luna sorge a mezzogiorno, culmina al meridiano al tramonto del Sole e tramonta a mezzanotte ; la Luna ha un'età di circa 7 giorni.
ULTIMO QUARTO
quando la Luna sorge a mezzanotte, culmina all'alba e tramonta a mezzogiorno, la Luna ha un'età di circa 21 giorni.
Movimento apparente della Luna in cielo
Osservando la Luna sempre allo stesso orario la vedremo crescere di fase e spostarsi gradualmente verso Est, ritardando il proprio tramonto di 50 min al giorno.
Tra la Luna nuova e il primo quarto passa circa una settimana, dopo un'altra settimana la Luna sarà piena , dopo ancora 7 giorni avremo l'ultimo quarto e dopo ancora 7 giorni sarà di nuovo Luna nuova..
Lo spostamento siderale è un po'più di 13 gradi al giorno, il "mese sidereo" è infatti di 27,32giorni , diviso 360° => 13,2° al giorno.
Poiché la Terra compie un giro intorno al Sole (360°) in un anno (365,25 giorni) anche il sole si sposta in apparenza rispetto alle stelle fisse di: 360/365,25 = 0,985 , quindi lo spostamento apparente del Sole in un giorno è poco meno di 1 grado.
Quindi la Luna e il Sole si spostano nella stessa direzione e la velocità relativa della Luna rispetto al Sole sarà la differenza dei due spostamenti, cioè di 12,2° al giorno.
Quindi per tornare alla stessa fase la Luna deve percorrere 360° rispetto al Sole ,quindi: 360:12,2 = 29,5 giorni che è il valore del "mese sinodico".
Il piano dell'orbita lunare è inclinato di 5°,9' rispetto all'eclittica (piano dell'orbita dei pianeti e della Terra), quindi l'orbita lunare interseca in due punti l'orbita terrestre , i cosiddetti nodi.
Essi si spostano di 19° all'anno compiendo un giro completo in 18 anni (Saros)
Si chiama "linea degli Apsidi" quella che congiunge Apogeo (punto + lontano dell'orbita) e Perigeo (punto + vicino); essa slitta in direzione opposta con un periodo di 8,85 anni.
La Luna rivolge sempre la stessa faccia alla Terra, cioè il periodo di rotazione coincide esattamente con quello di rivoluzione intorno all Terra.
Questo sincronismo è dovuto all'attrazione terrestre che con le maree ha lentamente frenato la rotazione lunare originaria.