月球自轉週期等於公轉週期，一天大約是655.68小時。地球一天是24小時，所以月球一天等於地球27.32166天。也有黑天白天的分別，但和地球完全不同，在月球上，看太陽從東邊升起到中天要180個小時，從中天移至西邊落下還要180個小時。再經過360個小時的黑夜，那一個晝夜才過去。

在地球上，我們的一天約為24小時，是以地球自轉的週期作為標準的，並且伴隨著地球的自轉，我們每天都能觀察到日出日落的現象，有且只有一次。

在地球的引力作用下，月球被“潮汐鎖定”，也就是月球永遠是以同一個半球面向地球的，我們在地球上觀察月球，永遠只能觀察到月球的同一面。正因如此，月球每自轉一週的時間和月球繞地球公轉一週的時間是一樣的。

以月球上面向地球那一面的中心點A為例——

新月之時，這一面完全背對太陽，對A點來說相當於地球上的午夜時分；上弦月之時，面對地球的一面面向太陽的範圍逐漸增大，此時相當於地球上的日出時分，在月球上就可以觀察到日出現象；滿月之時，面對月球的一面也是面向太陽的，對A點來說相當於地球上的正午時分；下弦月之時，面對地球的一面面向太陽的範圍逐漸減小，此時相當於地球上的日落時分，在月球上就可以觀察到日落現象。

如有不準確之處，望不吝賜教！

如果未來人類移民月球，在那裡生活的人也是會經歷白天和黑夜，只不過那裡的一天比地球上長得多。就像地球一樣，月球也有自轉，大概每27.3天繞其自轉軸旋轉一圈，這比地球24小時的自轉週期長得多。如此算來，月球上過一天需要27.3天的時間。

然而，如果以太陽相鄰兩次出現在月球天空中同一位置的間隔時間來算作月球的一天，那麼，這個時間還要再更長一些，約為29.5天。這是因為月球在自轉期間，地球帶著月球一起環繞太陽公轉，為了使月球上的同一個點再一次對準太陽，月球需要再多轉過一些角度，這樣所需的時間會比月球自轉360度的週期多出2.2天，這種週期被稱作太陽日。在地球上，我們使用24小時整的太陽日作為一天的時間，由於地球的公轉，太陽日會比地球自轉360度所需的時間多出了大約3分56秒。同樣地，在月球上，移民月球的人應該也會使用月球的太陽日，即29.5天作為一天的時間。此外，就像地球一樣，由於月球自轉軸傾角的變化，月球上也會出現極晝和極夜的現象。

另一方面，由於月球的同步自轉，即潮汐鎖定的現象，生活在月球背面的人始終無法看到地球，而生活在月球正面的人會看到地球的陰晴圓缺，變化週期也是一個農曆月。但要注意，這並不意味著月球背面照不到太陽，只是月球繞地球公轉一定角度的同時，月球自轉也會轉過相同角度，所以朝向地球的月面始終是同一側。既然月球在自轉，整個月球都會被太陽照到。