A mesure que la Lune orbite autour de la Terre, la partie éclairée nous apparaît avec des proportions très variables.
Quand la Lune s'interpose entre le Soleil et la Terre, c'est la nouvelle Lune. Un jour plus tard, elle est visible dans le ciel du soir sous la forme d'un fin croissant. On peut alors observer pendant quelques jours la lumière cendrée de la Lune. La portion non éclairée de l'astre sélène semble alors faiblement éclairée.
Au bout de 7 jours, la Lune est à moitié éclairée: c'est le premier quartier.
Puis sa surface éclairée continue d'augmenter jusqu'à la phase gibbeuse, la Lune devenant pleine 15 jours après la nouvelle Lune. A partir de ce moment, la Lune n'est visible que le matin.
Les phases se répètent en sens inverse, avec passage par le dernier quartier. Un nouveau cycle recommence avec la nouvelle Lune.
Le cycle complet, appelé lunaison, dure 29.5 jours. La durée de sa rotation sur elle-même étant égale à celle de sa révolution autour de la Terre, la Lune présente toujours la même face. Cependant, il est possible de voir 59% de sa surface, la vitesse de révolution étant variable (voir l'article sur les 3 lois de Kepler): Ceci est appelé libration.
Lune gibbeuse
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