月球在天空中最高的高度变化:虽然它有与太阳相同的限制，在一年当中它会随着季节与月相变化，满月在冬天到达最高的位置。18.6 年的焦点周期也有些影响:当月球的升交点在春分点，月球每个月的的纬度可以到达28。这意味着月球会出现在赤道到纬度28 之间的天顶，反过来(降交点在春分点)则只有18 。月球的新月方向也取决于观测者的纬度:接近赤道的观测者，可以看见微笑状的新月。
月球的表面是否会随着时间改变，在历史上仍有争议。今天，许多这些主张被认为是虚幻的，是在不同光线条件下观察的结果，不良的视宁度，或不当的绘图。但是，偶尔会出现出气现象，还有小部份的报告可以归因于瞬变月面现象。最近，有人认为月球上一个3公里直径的区域在一百万年前被释放出的气体改变。月球的外观，像太阳一样，也会受到地球大气层的影响:常见的是当月光通过高空的卷层云时，会受到冰晶的折射形成22 的晕环，通过薄云也会有相似的冕环。
从地球看月球
食
从地球看月球和太阳有相近的大小。从尾随着地球轨道的卫星看月球比太阳小了许多。
当地球、太阳和月球在一条直线上时，便会出现蚀。日食发生在朔(有别于新月)，当月球介于地球和太阳中间。对照过来，月食发生在满月，当地球介于太阳和月球中间。从地球看月球的角视直径和太阳的角视直径变化的范围是重叠的，因此日食时会有日全食和日环食的可能性。在日全食，月球会将太阳的盘面完全遮蔽掉，因此以肉眼就能看见日冕。由于地球和月球的距离缓慢的在逐渐增加中，月球的角视直径逐渐减小。这意味着在数百万年前的日食，月球都会完全遮蔽掉太阳，而没有发生日环食的可能。同样的，从现在开始大约6亿年之后，月球将不再能够完全遮蔽掉太阳，因此将只会发生日环食。
由于月球环绕地球的轨道相对于地球环绕太阳的轨道有大约5 的倾斜，所以不是每个新月和满月都会发生食。当食发生时，月球必须在两个轨道平面交集的附近。日食和月食复发的周期性，由沙罗周期来描述，其周期大约是18年。
/由于月球在天空中总是会遮蔽大约半度直径圆型区域的视野，当一颗亮星或行星经过月球的后方时，就会发生掩星的现象:从视线中隐藏。这样一来，日食只是太阳被掩蔽。由于月球非常接近地球，单独一颗恒星被掩蔽的现象不是在地球上的任何地点都能见到，也无法同时见到。并且因月月球轨道的进动，每年会被掩蔽的恒星也都有所不同。
研究和探测
早期的研究
在天文学发展的早期天文学家已经对月球周期有深刻的理解:如大约在西元前5世纪，巴比伦天文学家已经知道月食有大约18年的沙罗周期，印度天文学家已经对月球每个月的距角进行描述，中国天文学家石申(fl. 4th century BC)确定了一套预测日食月食的公式。之后，月球的天然形状和月光的成因也被了解，古希腊哲学家阿那克萨哥拉(d.428BC)推断太阳和月球都是巨大的岩石球体，而且后者通过反射前者的光来发光。虽然中国汉朝时认为月球等同于“气”，他们的“辐射影响”理论解释月球光只是反射自太阳，京房(前77年一前37年) 注意到月球是球体。西元499年， 印度天文学家阿耶波多(Aryabhata) 在他的《Aryabhatiya》记录月球的耀眼光芒是反射阳光的缘故。天文学家兼物理学家海什木发现月球不像镜子那样反射阳光，而是从月球表面每一个方向往所有方向发射出去。中国宋朝的沈括创造个涂上白色粉末的银球反射阳光，来解释月相的变化，而从侧面看时就能呈现眉月的月相。
亚里士多德的宇宙的描述(OntheHeavens)，月亮标示出可变元素(土、水、风和火)的球和不朽的恒星(以太)之间的边界，一个有影响力的哲学主导的世纪。然而，在前2世纪，塞琉西亚的塞琉古的理论认为潮汐是月球引力引起的，因为朝汐的最高点都与月球相对于太阳的位置相对应。阿里斯塔克斯在同一个世纪计算出月球大小和距离，得知地月的距离是地球半径的20倍。托勒密进一步更正这些数值:平均距离是地球半径的58倍，直径是地球的0.29，非常接近现在个别的值60和0.273。阿基米德发明了可计算当时已知行星和月球运动的天象仪。
