Ti, kdo pozorují Měsíc ze Země, si mohou všimnout, že satelit, který prochází jeho orbitou, se vždy otočí na svou planetu ze stejné strany. Vzniká logická otázka: rotuje Měsíc nebo je nehybný kolem své osy? Přestože naše oči říkají „ne“, vědci říkají opak - Měsíc se otáčí.
Období revoluce Měsíce kolem Země je 27 322 dní. Trvá přibližně 27 dní, než se satelit otočí kolem své vlastní osy. Proto je pro pozorovatele ze Země vytvořena iluze, že Měsíc zůstává absolutně nehybný. Vědci nazývají tuto situaci synchronní rotací.
Je však třeba věnovat pozornost skutečnosti, že měsíční orbita se zcela neshoduje s osou rotace. Měsíc cestuje kolem Země v eliptické oběžné dráze, v mírně protáhlém kruhu. Když se Měsíc přiblíží k Zemi co nejdále, otáčí se pomaleji, což nám umožňuje vidět obvykle skrytých 8 stupňů na východní straně satelitu. Když je Měsíc v maximální vzdálenosti, je rotace rychlejší, takže na západní straně je vidět dalších 8 stupňů.
Je třeba poznamenat, že vzdálená strana Měsíce se vizuálně velmi liší od toho, jak jsme zvyklí ji vidět ze Země. Pokud je blízká strana Měsíce většinou tvořena lunárními moři - velkými tmavými pláněmi vytvořenými zpevněnými lávovými proudy - a nízkými lunárními kopci, je záda Měsíce doslova posetá krátery.
Mezitím vědci říkají, že perioda rotace měsíce nebyla vždy stejná jako orbitální perioda. Stejně jako gravitace Měsíce ovlivňuje přílivy oceánu na Zemi, gravitace Země také ovlivňuje Měsíc. Ale protože na přirozeném satelitu planety není oceán, Země působí přímo na povrchu Měsíce a vytváří na ní přílivové boule podél linie směřující na Zemi. Přílivové tření postupně zpomaluje rotaci měsíce.
Samotný satelit má na Zemi stejný účinek, takže každých 100 let se délka dne zvyšuje o několik milisekund. Během dinosaurů tedy Země udělala jednu revoluci kolem své osy za 23 hodin. V současné době trvalo 24 hodin (nebo 86 400 standardních sekund) za otáčku kolem své osy Zemi v roce 1820. Od té doby se slunečný den planety zvýšil asi o 2,5 milisekundy.