大家知道，月球本身是不发光的，我们看到的皎洁月光，实际是它对太阳光的反射。由于月球、地球、太阳三者相对位置的不同，在地球上的我们便会看到月球呈现出的各种形状，这就是月球的相位，简称月相。要了解月相变化的规律，需要先来了解一下以黄道为基础所建立的坐标系统。与地球上的地理经纬度类似，黄道在两个方向上的度量坐标就是黄经和黄纬，黄经就是平行于黄道大圆上各位置的坐标，黄纬就是垂直于黄道面的坐标，每个天体在某一时刻的位置也都可以用黄经和黄纬来表示。下面我们就跟随着月球公转中运行到不同黄经位置时的情况，来看看其相位是如何变化的。
在位置1，太阳和月亮的黄经差为0°，即称朔或新月，这时月球以黑暗面对向地球，且与太阳几乎同时出没，故地面上无法见到；在位置3，太阳和月亮的黄经差是90°，此时的月相被称为上弦，半月形出现在上半夜的西边夜空中；在位置5，太阳和月球的黄经差为180°，月球和太阳方向相反，一轮明月整夜可见，月相为望或称满月；在位置7的月相是下弦，黄经差270°，这时的月亮只在下半夜出现于东半天空中。相邻两次朔或望之间的间隔被称朔望月，长约29.53059日。
如何识别月相呢？假设满月是一个圆形，那么无论月相如何变化，它的上下两个顶点的连线都一定是这个圆形的直径。当我们看到的月相外边缘是接近C字母形状时，那么这时的月相则是望以前的月相，它的圆面一定是朝西边的，只有前半夜才能看到；相反，当我们看到的月相外边缘是接近反C字母形状时，那么这时的月相则是望以后的月相，它的圆面一定是朝东边的，只有后半夜才能看到。如果你的观测地点是在南半球，情况刚好与上面描述的相反。
值得一提的是，我国传统历法农历，就汲取了月球运动规律，即月相变化的精髓。每个农历的月，都对应着一个月相变化的周期。初一时月相为新月，上弦则对应着初七、初八左右，满月一般发生在十五或十六。而现行公历中的“月”，完全是人为规定的时间单位，和天上这轮明月毫无关系。