La Luna è sempre illuminata a metà dal Sole (tranne che durante l’eclissi lunare). Il lato della Luna rivolto verso il Sole appare luminoso grazie alla luce solare riflessa, mentre il lato della Luna nascosto ai raggi solari rimane buio. Quello che vediamo della faccia per metà illuminata della Luna cambia con il muoversi della Luna lungo l’orbita di rotazione intorno alla Terra. Quando la faccia più prossima a noi è completamente illuminata, abbiamo la Luna piena. Quando la faccia nascosta è completamente illuminata e quella vicina è buia, abbiamo la Luna nuova. Le altre fasi rappresentano la linea di separazione fra la notte (la faccia buia) e il giorno (la faccia illuminata) della luna.
Le principali fasi lunari sono quattro: la Luna nuova o Novilunio, il Primo quarto, la Luna piena e l'Ultimo quarto. Sono intercalate da quattro fasi minori: Mezzaluna crescente, Gibbosa crescente, Gibbosa calante e Mezzaluna calante.
Le 8 fasi lunari sono nell’ordine: Luna nuova, Mezzaluna crescente, Primo quarto, Gibbosa crescente, Luna piena, Gibbosa calante, Ultimo quarto e Mezzaluna calante. Ogni mese, nel compiere la propria rotazione,la Luna attraversa queste otto fasi. La Luna impiega 27 giorni per orbitare intorno alla Terra. Il ciclo lunare dura pertanto 27 giorni.
È la prima fase della Luna, la quale risulta invisibile, con il lato illuminato dal Sole nascosto e il lato non illuminato e quindi notturno rivolto verso la Terra.
È la seconda fase lunare. Si verifica quando la metà illuminata della Luna è rivolta in gran parte nella direzione opposta alla Terra, e dal nostro pianeta risulta visibile solo una piccola porzione. La superficie della faccia della Luna illuminata a giorno aumenta e viene resa sempre più visibile in ragione del punto in cui la Luna si trova sull'orbita. La Luna sorge ogni giorno un po' più tardi.
Il primo quarto è la terza fase lunare. La Luna è a un quarto della propria orbita e si vede metà della sua faccia illuminata. Per questo viene a volte chiamata anche Mezza luna. Il Primo quarto di luna sorge verso mezzogiorno e tramonta verso la mezzanotte. La sera la Luna è alta nel cielo e consente un'osservazione eccellente.
È la quarta fase lunare. La fase Gibbosa crescente si colloca tra la Mezzaluna e la Luna piena; con il termine Crescente si indica il fatto che la Luna diventa sempre più grande. Questa fase della Luna può essere osservata dal tardo pomeriggio fino a notte inoltrata (dalle 15.00 alle 3.00).
La Luna piena è la quinta fase lunare. Dalla Terra la Luna appare completamente illuminata. Ciò avviene quando la Terra si trova tra il Sole e la Luna. La Luna piena sorge verso il tramonto e tramonta verso l'alba.
È la sesta fase della Luna. La fase Gibbosa calante si colloca tra la Luna piena e la Mezzaluna e indica che la Luna diventa sempre più piccola. La Luna Gibbosa calante sorge intorno alle 21.00 e tramonta verso le 9.00 del mattino.
L’Ultimo quarto è la settima fase lunare. Dalla Terra la Luna appare illuminata per metà, ma in realtà vediamo soltanto una metà della faccia della Luna illuminata dal Sole, quindi solo un quarto. Questa fase si può osservare dalla mezzanotte fino alle prime ore del mattino (6.00).
È l'ottava e ultima fase lunare. La Luna ha quasi fatto ritorno al punto della propria orbita in cui il suo lato diurno guarda verso il Sole, e quello che vediamo dalla nostra prospettiva è solo una curva sottile. La Mezzaluna calante si può osservare dall'alba al primo pomeriggio.
Con la definizione di Mezzaluna si intendono le fasi del Primo e Ultimo quarto, laddove per “quarto” si fa riferimento al tratto di rotazione effettuata dalla Luna intorno alla Terra, non alla sua forma. Parliamo quindi di Mezzaluna quando solo metà della superficie lunare rivolta verso la Terra è illuminata del Sole.
Il momento migliore per osservare le stelle è nella fase della Luna nuova, quando nel cielo non si vede la Luna. Il cielo mattutino e serale senza luna è ideale per l'osservazione delle stelle.
Sì, vediamo tutti le stesse fasi lunari. Tuttavia, nell’emisfero settentrionale le fasi della Luna si osservano da angolazioni diverse. Osservata dall’altro emisfero, la Luna si trova nella stessa fase osservata nel nostro, ma appare capovolta.