此外，它还是满天星斗中离地球最近的一颗星，平均距离只有384401千米。月球到地球的距离，只有太阳到地球距离的1/400。
38万多千米，一颗速度为500米/秒的炮弹，需要飞行9天；每秒传播332米的声音，需要传播13天。
即使是光线，从月亮到达地球，也得走1.25秒钟。这样遥远的距离是如何测量出来的呢？用皮尺测量吗？天各一方，人如何在辽阔的宇宙空间一下一下摆弄皮尺呢？幸好，科学家们有聪明才智，他们会出主意，能想办法。在天文学家的精心钻研下，一个个巧妙的办法想出来了。
第一次测量月球距离的是古希腊的喜帕恰斯。他利用月食测量了月亮距离。当时希腊人已经意识到，月食是由于地球处于太阳和月亮中间，地影投射到月面上造成的。根据掠过月面的地影曲线弯曲的情况，能显示出地球与月亮的相对大小，再运用简单的几何学原理，便可以推算出月亮的距离。看，月亮主演的月食这部电影对古人认识月球和地球之间的关系起到了多么重要的作用啊！
喜帕恰斯得出，月亮到地球的距离几乎是地球直径的30倍。假若他采纳了埃拉特塞尼的地球直径数字，那么月亮到地球的距离是381000千米，和今天采用的数字很相近。
1751年，法国的拉朗德和拉卡伊，用三角法精确地测量了月亮的距离。三角法是测量队常用的一种方法，它能用来测量不能直接到达的地方的距离。
比如，在一条奔腾咆哮的河对岸有一建筑物，要想知道它的距离，又不能渡过河去，就可以用三角法测量。
方法是在河这边选取两个基点，量出它们之间的距离（这两个基点之间的连线叫基线），然后在两个基点上分别量出被测目标同基线的夹角，就可以计算出被测建筑物的距离。拉朗德和拉卡伊所用的正是这种方法。
不过，由于天体都很遥远，用三角法测量天体时，基线要取得很长。拉朗德和拉卡伊选取柏林和好望角作基点。拉朗德在柏林，拉卡伊在好望角，同时观察月亮。他们测得月亮离地球是384400千米。
随着科学技术的发展，20世纪50年代以来，先后发展了雷达测月和激光测月。雷达测月在1946年开始试验，1947年首次获得成功。用这种方法测量的月—地距离是384403千米，误差在1千米之内。目前国际天文界共同采用的数字是384401千米。
激光的发明，特别是1960年第一台红宝石激光器问世，使得天文学家有可能将雷达天文扩展到光学波段。在测量月—地距离时，人们用激光雷达代替无线电雷达，这就是在科学界很受推崇和注意的激光测月。
红宝石激光器
由于激光的方向性极好，光束非常集中，单色性极强，因此它的回波很容易同其他形式的光区分开来，所以激光测月的精确度远比雷达测月高，可精确到几十厘米。
第一次成功地接收到月面反射回来的激光脉冲是1962年，它为激光测月拉开了序幕。7年以后，美国用“阿波罗—11号”宇宙飞船把2名宇航员送上了月球。
他们在月面上安装了供激光测距用的光学后向反射器组件。这个组件反射的激光脉冲，将严格地沿着原路返回地面激光发射站，供地面接收。用这种方法测量月—地距离，精度可达到8厘米。
月球公转和月相
月亮是个颇有趣味的天体。这不仅在于它有美妙的神话传说，还在于它能在长空漫步和就地转圈子。用天文学上的话来说，就是月亮的运动。
月亮有2种运动：围绕地球的公转和绕轴自转。此外，在地球上看来，还有像其他星星一样的东升西落运动。不过，那不是月亮本身的运动，而是地球自转的反映。
行啊，行啊，走不完的路，转不完的圈子。月亮在自己的轨道上，围绕地球转了40多亿年了，还没停歇过。
月亮绕地球运行的轨道叫白道。白道是一个椭圆，扁扁的，地球位于椭圆的一个焦点上。白道上距离地球中心最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。近地点到地球中心的距离是356400千米，远地点到地球中心的距离是406700千米。
天体运行轨道的形状由它的偏心率决定。偏心率大，表示椭圆较扁；偏心率小，椭圆较圆。白道的偏心率是0.0549，比黄道略扁一些。
白道和黄道相交于2点，一是升交点，一是降交点。这两点的位置不是固定不变的，而是不断地西移，每隔18年7个月，沿黄道移动一圈。由于交点西移，月亮东移，所以月亮连续2次经过某一交点的时间间隔，比它连续2次经过某一恒星的时间间隔要短。
前者叫交点月，后者叫恒星月。交点月等于27.21天，恒星月等于27.32天。因为只有当月亮位于交点附近时，才有可能发生日食和月食，所以月亮经过交点的时间，同日、月食有很大关系。
白道不仅同黄道有一定的夹角，同它的赤道面也有6°41′的夹角。因为这一倾斜的存在和月亮运行速度的不均匀性，在月球运动过程中，地面上某一固定地点的观测者，才能看到一半以上的月亮表面。
月亮的自转和公转最直接的反映就是月相的变化。“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。”这是苏东坡的著名词句。
十五的月亮，圆圆的，明亮的，像一面明镜，洁白，美好。“花好月圆”更是一种诗情画意的境界。然而被人称作“天灯”的明月，并不是夜夜照耀在天空的。
月球公转与月相变化
在农历初八、九和廿二、廿三，天边的明月变成了阴阳脸，半边明亮，半边黑暗。在农历初三四和廿五六，月面明亮的部分更少，只有镰刀似的弯弯一钩月牙。而农历月初和月底，连月牙也不复存在了。
这是怎么回事呢？很多人不知道。于是出现了种种猜想。有的人认为，有东西挡住了月亮；全部挡住，看不见月亮；挡住一部分，看见部分月亮；一点不挡，看见一轮明月。
也有人认为，月亮半边发光，半边不发光。不发光的半边朝我们的时候，我们看不见月亮。发光的半边朝我们的时候，我们看见圆圆的月亮。在这两种情况中间，我们看见部分月亮。
这些说法貌似有理，其实都是错误的。早在我国东汉时期，著名天文学家张衡就认识到，月亮本身不发光，它是被太阳照亮的。朝向太阳的一面就亮，背着太阳的一面就暗。他在《灵宪》中写道：“月光生于日之所照，魄生于日之所蔽；当日则光盈，就日则光尽。”这些认识是正确的。
月亮本身的确不会发光，是靠反射太阳光而发亮的。没有太阳的照耀，我们便看不到月亮。太阳只能照亮半边月亮，另外半边照不到。只有向太阳的一面才明亮，背太阳的一面是黑暗的。
月亮在绕地球公转的过程中，太阳、地球和月亮的相对位置是经常改变的，地面观测者所看到的月面明暗部分，也将随着这三者相对位置的变化而变化。月亮盈亏圆缺的各种形状叫做月亮的位相，简称月相。月相的变化就是日、月、地三者相对位置变化造成的。
月相变化图是月亮、太阳和地球三者相对位置的示意图。当月亮转到太阳和地球之间时，月亮朝地球的一面背着阳光，因此我们看不见月光，这是朔日。朔日在农历初一。
朔日后的第一天，太阳刚落山，月亮就在西方地平线上了。往后，每隔一天，月亮就东移一点，向地球的一面被太阳照亮的部分也增加一点。
朔后两三天，天空就出现一钩弯弯的娥眉月，习惯上叫做新月。在娥眉月的时候，往往能在月牙外面看到稍暗的一圈光辉，这叫灰光，或称新月抱旧月。这个所抱的旧月不是别的，正是我们地球反射的太阳光照到月亮上的结果。
新月以后，月亮继续东移。我们见到的月面部分也继续增大。到朔日后七八天，即农历初七八时，朝地球的月亮，半边黑暗，半边明亮，因此我们能看到半边月亮，这叫“上弦”。
“上弦”以后，月亮渐渐转到和太阳相对的一边，朝地球的一面照到太阳光的部分越来越多。当太阳、月亮和地球三者成一直线，地球位于太阳和月亮中间时，朝地球的一面月亮全部被太阳照亮，我们能看到整个圆面，这叫满月，或者叫“望日”。“望日”一般在农历十五或十六。
“望日”以后，月亮继续绕地球运行。但日、月、地的相对位置发生了变化，因此朝地球的一面被太阳照亮的部分在逐渐减少。“望日”后七八天，即农历廿二三的时候，朝地球的一面月亮又是一半明亮，一半黑暗，我们又只能看到半个月亮。这叫“下弦”。
下弦以后，月亮继续绕地球运行。朝地球一面的月亮被照亮的部分越来越少，最后只剩弯弯一钩月牙，这叫“残月”。
在农历月底的时候，连一丝残月也见不到，最后又回到朔日。
月相这样周而复始地变化着。月相变化的周期叫做朔望月，一个朔望月等于29.53天。为了计算方便，一个月平均为29.5天。月大30天，月小29天。
在编制农历的时候，“朔”日规定在每月初一。由于月相变化的真正周期（29.53天）比一个朔望月（29.5天）长，所以“望日”不一定在农历十五，可能在十六或者十七。
仔细观察月夜星空，不难发现月亮的运动和其他星星不同。月亮升起的时间，同前一天与它同时升起的星星相比，比任何星都迟，好像它在向东方后退似的。这个现象还可由日落时月亮在天空的位置看出来。
在朔日，夕阳傍山时月亮位于西方地平线上。在娥眉月时，它位于西南方天空。上弦时，它升到了正南方向。
“满月”时，“日落西山，月升东海”。下弦时，月亮姗姗来迟，半夜才从东方地平线上爬起来。残月出现，天已黎明了。
这种现象是月亮公转造成的。根据计算，月亮每天相对于恒星东移13.2度，每小时大约移半度，月亮的圆面也大约只有半度，所以，月亮每小时在恒星之间约移动一个月面的距离，27天多就可以移动360度，也就是一圈。
就是说，假如月亮起初位于一颗亮星附近，第二天它就到了该星东面13.2度，第三天在该星东面26.4度，以此类推。27.32天以后，它们又走到一起来了。月亮这种从某恒星出发，在天空周游一圈，又回到该星附近同一位置的时间间隔叫做恒星月。前面说过，一个恒星月等于27.32天。
综上所述，恒星月、朔望月和交点月的长度是不相同的。为便于记忆，将它们列在下面。
朔望月：29.53天，
恒星月：27.32天，
交点月：27.21天。
知识点黄道
黄道是地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。由于地球的公转运动受到其他行星和月球等天体的引力作用，黄道面在空间的位置产生不规则的连续变化。但在变化过程中，瞬时轨道平面总是通过太阳中心。这种变化可以用一种很缓慢的长期运动再叠加一些短周期变化来表示。
摇摆的月亮
除了绕地球公转外，月亮还在原地打转转。这就是自转。“月亮有自转？”有人不相信，“用望远镜看月亮，它老是一面朝着我们哩。”
其实，正是这个“老是一面朝着我们”才证明它有自转。不然的话，它在公转的时候，朝我们的一面要不断地改变。
老是一面朝着我们，泄漏了一个天机：月亮上“一天”等于地球上“一年”。这里所述的“天”和“年”是同地球类比而言的。
在地球上，“一天”是地球自转“一圈”的时间，“一年”是地球绕太阳公转一圈的时间。月亮上一天等于地球上一年，表示它的自转周期和公转周期相同。
月面上没有空气，即使在阳光耀眼的“白天”，仍有满天星星。在月球上看太阳，它在空中运行得十分缓慢。
因为月面上无法区分年和月，白天和黑夜各长14.8天。因此，月亮上的日出和日落的过程是壮观的、漫长的，其过程可长达1小时。
在日出的时候，东方会出现一种日冕光造成的奇景。美国宇航员亲眼目睹了这一美景。他形容说：“美极了，很难用语言来形容。”
另一方面，环形山给月面上造成了犬齿形的“地平线”。这种“地平线”在日出和日落时，也能产生美丽的奇景。这种奇景能保持好几分钟，看了真叫人如醉如痴！
应当指出，月亮并不是严格地一面朝着我们的，如果是这样，我们只能看到50％的月面了，而实际上我们却看到了59％。其中9％的月面是在它摇摆时看到的。
月亮的“摇摆舞”天文学上叫做天平动。月亮的天平动分为几何天平动和物理天平动两种。几何天平动又名光学天平动和视天平动。它是由几何方面的原因而引起的。它有上下和左右的摇摆。
具体说来，一种是前俯后仰的摇摆。当月亮运行到白道最北点时，人们可以在月亮南极多看到6°41′区域；月亮运行到白道最南点时，人们可以在月亮北极多看到6°41′区域。
这种前俯后仰的摇摆，是月亮的赤道和黄道有6°41′的夹角造成的，天文学上叫做纬天平动。
第二是左右摇摆。月亮在椭圆轨道上运行，当它在轨道上从近地点奔向远地点时，它西边外侧在经度方向有7度45分被地面上看到；当它由远地点奔向近地点时，它东边外侧在经度方向有7度45分被地面上看到。这种现象是月亮在椭圆形轨道上运动速度有快有慢造成的，这种摇摆叫做经天平动。
第三是由于视差原因。在月亮从地平面上升起和降落的时候，还能多看到1度左右的月面。这叫周日天平动。