Fazele lunii sunt determinate de unghiul în care lumina soarelui se apropie de lună față de poziția Pământului. Când soarele se află în spatele Pământului, în raport cu luna, pe emisfera lunii care se confruntă cu Pământul. Când soarele se află în spatele Lunii, față de Pământ, lumina soarelui cade pe emisfera lunară opusă.
Când lumina soarelui cade pe munții lunari, situată pe partea laterală a lunii, care nu se confruntă niciodată cu Pământul, observatorii de la pământ văd doar jumătatea lunii care este în umbră. Aceasta este faza menționată ca o lună nouă. Două săptămâni mai târziu, când luna sa mișcat în jurul punctului opus pe orbita sa, lumina soarelui plin cade pe emisfera care se confruntă întotdeauna cu Pământul. Aceasta luminează întreaga emisferă și este văzută pe Pământ ca pe o lună plină.
În timpul orbitelor lunare când lumina soarelui se apropie de sistemul pământ-lună în unghiuri drepte, doar jumătate din latura apropiată a lunii este iluminată. În funcție de faptul că este vizibilă jumătatea dreaptă sau cea stângă a lunii, aceasta produce fie o lună din primul trimestru, fie o lună a lunii a treia. Trecerea de la o lună plină la o lună nouă este continuă, iar umbra lunii trece treptat peste suprafața vizibilă de la dreapta la stânga.
