Въртенето на Луната е синхронизирано с гравитацията на Земята, поради което към Земята винаги е обърната една и съща страна на Луната. В зависимост от местоположението на Луната в лунната орбита ние можем да видим различни части от осветената ѝ страна – от 0% (новолуние) до 100% (пълнолуние).
Фази на Луната се наричат периодичните промени във формата на видимата част от осветения диск на Луната, които наблюдаваме на земното небе. (Привидното люлеене на Луната се нарича либрация.)
Четири от фазите са достатъчно ясно различими и имат имена.
При новолуние Луната е обърната с тъмната си страна към Земята и обикновено не може да бъде видяна, тъй като се намира между Земята и Слънцето. Изключение е случаят при слънчево затъмнение, когато Луната закрива Слънцето (или част от него).
По време на първа четвърт виждаме дясната половина от осветената лунна повърхност.
Пълнолуние се наблюдава, когато Земята е между Луната и Слънцето. Цялата осветена от Слънцето страна на Луната е видима, освен когато Луната попадне в сянката на Земята – при лунно затъмнение.
По време на последна четвърт виждаме лявата половина от осветената лунна повърхност.
Описанието „растяща“ Луна се използва за фазите, по време на които видимата форма на Луната се увеличава – от новолуние до пълнолуние, а „старееща" – за фазите, по време на които видимата форма на Луната намалява – от пълнолуние до новолуние. Обикновено „растяща“ Луна се наблюдава вечер, а „старееща" – сутрин.
Във фазите на Луната, близки до новолуние (в началото на първата четвърт и в края на последната четвърт), когато Луната е тънък сърп, се вижда и останалата част от неосветения от Слънцето лунен диск. Това явление се нарича земно сияние или „пепелна светлина“. Пепелната светлина на Луната е явление, при което Луната е видима в своята цялост, въпреки че от Земята виждаме само част от осветената ѝ от Слънцето половина. В този случай частта от лунната повърхност, която не е осветена от пряка слънчева светлина, има характерен пепеляв цвят. Дължи се на слънчевата светлина, която се отразява от Земята и осветява лунната повърхност.
Причината за този феномен е добре известна още от времето на Леонардо да Винчи и Михаил Местлин, учител на Кеплер, които първи са дали правилно обяснение. Обяснението на Местлин е публикувано през 1604 г. в съчинението „Aplenomiae pars optica“ на Кеплер, а обяснението на Леонардо да Винчи, дадено сто години по-рано, е намерено в ръкописите му.
Лунен сърп с пепелна светлина
Леонардо да Винчи, Codex Leicester
Фазите на Луната изглеждат различно в зависимост от това къде се намира наблюдателят.