月面に一時的な発光現象が起こることがあり、一時的月面現象 (英語: TLP, Transient Lunar phenomena) と呼ぶ。過去数百年の間に地球上からおよそ1500件の観測報告がなされているが、錯覚によるものや望遠鏡の鏡筒内異物による乱反射であったり、レンズの色収差など観測者側に何らかの原因があったりする場合の誤認が多いとされている[26][27]。

実際に生じている月面での発光現象の原因として明らかになっているものが幾つかある。
隕石の衝突[28] - 規模や持続時間の点からTLPは隕石衝突と区別される[29]。

月、太陽、地球の位置関係 - 月面斜面に横から太陽光線が当たると、地形・高低差によりそれまでは太陽光を反射していなかった場所で反射が生じ発光しているように見える[26]。

レゴリス - 太陽風によって帯電したレゴリスが舞い上がる[30]。

ガス噴出 - 月の地殻に含有されているウラン(238U)が核分裂を起こし、分裂生成物であるラドン(222Rn)ガス噴出に伴う発光[27]（第18族元素の特徴的性質）。特にアリスタルコス・クレーター付近で顕著な現象。ガスの噴出は地表近くに溜まったガスが突発的に月面の砂を巻き上げるもので、アポロ計画で発見された月面上のガスの漏出地点と、TLPが頻発に報告される地域が一致するという研究がある[29]。

影響

月の重力は地球に影響を及ぼし、潮の満ち引きを起こす（潮汐作用）。なお、月よりも格段に大きい質量を持つ太陽も潮汐作用を起こし地球に潮汐力を及ぼすが、地球からの距離が月より遠距離にあるため、その影響力は月の力の半分程度である(潮汐力は距離の3乗に反比例する[31])。

月の潮汐作用により、主に海洋と海底との摩擦（海水同士、地殻同士の摩擦などもある）による熱損失から、地球の自転速度がおよそ10万年に1秒の割合で遅くなっている。また、重力による地殻の変形を介して、地球-月系の角運動量は月に移動しており、これにより、月と地球の距離は年間約3.8cmずつ離れつつある[32]。この角運動量の移動は、地球の自転周期と月の公転周期が一致するまで続くと考えられるが、そこに至るまでにはおよそ50億年を要する[32]。

逆に言えば、かつて月は現在よりも地球の近くにあり、より強力な重力・潮汐力の影響を及ぼしており、また地球（および月）はより早く回転していた。サンゴの化石の調査によれば、そこに刻まれた日輪（年輪の日版）により、4億年程前には1日は約22時間で、1年は400日程あったとされる[32]。
視覚的特徴

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地表近くの満月

月の明るさは満月で-12.7など、半月でも-10等前後に達し、夜間における最も明るい天然光源である。

地球上から月を観察すると、月の大きさが変わっているように見えることがある。空高くに位置する場合と地平線または水平線近くに位置する場合とは、明らかに大きさに変化があり、前者の場合は小さく見え、後者の場合は大きく見える。

この現象は人間の目の錯覚によるものである。カメラとは異なり、人間の目は視界に入るすべての物体を鮮明に見るべく、常に焦点位置を調節し、脳で画像を合成している。このため近場から遠方に連なる風景の先端に月が見える場合，ズームレンズを動かしながら見るように、人の認識する月が巨大化する。逆に空高くに位置する場合は、比較となる対象物が存在しないために、小さく（実質的な目視上のサイズとして）見えるのである。

実際の月の視直径は、腕を伸ばして持つ五円玉の穴の大きさとほぼ同じである。空高くに位置する時の小さな姿は、五円玉の穴にその全てが収まってしまいそうに見える。地平線近くにある大きな月の場合は、五円玉の穴に入りそうもなく思えるが、実際は小さな月と同じように五円玉の穴に全てが収まってしまう。

なお、月の公転軌道は楕円形であり、近地点約36万kmに対して遠地点約40万kmであるため、見かけの大きさは月の軌道上の位置により実際に変わる。また、赤道上の地上から見ると一日のうちでも厳密には距離が変化する。月を天頂付近に見る時が一日のうちで最も月に近く、月を地平線付近に見るときは、それよりもおよそ地球の半径（約6,000km）離れるので、それだけ僅かに小さく見える。

月は一時間あたり、恒星に対して東へ0.5度強だけ動いていき、24時間では13度である。つまり、毎夜、月は前の夜より13度だけ東へ動いていく[33]。地球照地球照の仕組み

太陽光が当たっていない、欠けた部分も肉眼でも薄っすらと見えることがあるが、これは地球照（ちきゅうしょう、earthshine）と呼ばれるもので、地球で反射した太陽光が月を照らすことによって生じるものである。月は大気や雲がなく岩石のみであり、満月が明るく見えるといっても、月のアルベド（太陽光を反射する割合）は7%程である。それに対して地球（満地球）は面積で約16倍大きく、また、アルベドが20-30%（雲や氷雪が良く光を反射する）であり、地球の方がずっと強い光を放っている。肉眼での確認が容易な期間は、新月を挟む月齢27から2（三日月）前後の、月の輪郭が小さな時である。ただし新月の際には目印となるものがなく、発見が困難である。もっとも、皆既日食の際には地球照の確認が可能で、写真撮影すれば地球照で地形の見える月の周囲に太陽のコロナが写る。また、半月くらいになれば肉眼で地球照を確認することは難しいが、露出時間を長くして影の部分を写真撮影すれば地球照が写る。

月の出・月の入りの頃などに赤い月が観測されることがあるが、これは朝焼けや夕焼けと同様の原理で、月が地平近くにあることから月からの光が大気の中を長く通り、赤以外の光が散乱してしまうことによる。月食によっても発生することがある。

月の公転軌道は地球の公転軌道に対して5度ほど傾いている。この傾きが周期的に月食・日食を引き起こしている[34]。
起源
古典的学説

月がどのようにつくられ、地球を巡るようになったかについて古くは3つの説が唱えられてきた。
親子説（分裂説・出産説・娘説）
自転による遠心力で、地球の一部が飛び出して月になったとする説。
兄弟説（双子集積説[35]・共成長説）
月と地球は同じ材料物質から、同時に作られたとする説。
他人説（捕獲説・配偶者説）
別の場所で形成された月と地球が偶然接近した際、月が地球の引力に捕らえられたとする説。

だが、いずれの説も現在の月の力学的・物質科学的な特徴を矛盾なく説明することができなかった。まず、親子説では地球-月系の現在の全角運動量を原始地球が単独で持っていたとは考えにくい。兄弟説では月の平均密度から推定される全体的な組成が、地球と比較して金属鉄に乏しいことを説明できない。また、他人説では地球の重力圏外から進入する月が、地球からちょうど良い距離に接近して衛星軌道へ捕らえられる可能性が低い。また、アポロ計画により採取された月の石の分析結果から判明した地球のマントルと月の石の化学組成や酸素同位体比の類似性も、他人説は説明できない。一方で、月の石の放射年代測定により月が約45億5000万年前に誕生したこと、月の高地が斜長岩からなることから月はその歴史の初期に高温だったことが明らかとなった。これらの証拠から、有力視されるようになったのが巨大衝突説である。
巨大衝突説

巨大衝突説（ジャイアント・インパクト説）は、地球と他の天体との衝突によって飛散した物質が地球周回軌道上で集積して月ができたとする説である。この説の標準的な設定では、地球がほぼ現在の大きさになった頃、火星程の大きさの天体 (テイアと名付けられている) が斜めに地球へ衝突し、その衝撃で蒸発・飛散した両天体のマントル物質の一部が地球周回軌道上で集積して月が形成されたとする。

この説を用いると、以下のことが説明できる。

月の質量が現在程度になること。

地球・月系の全角運動量が現在程度でも不思議はないこと。

月の比重 (3.34) が地球の大陸地殻を構成する花崗岩（比重1.7 - 2.8）よりも大きく、海洋地殻を構成する玄武岩（比重2.9 - 3.2）に近いこと[要出典]。

地球と比べて揮発性元素が欠乏していること。月形成環境が高温であったことで説明できる。

月のコアが小さいこと。地球やテイアのマントルを主とする軽い物質が集積したとすれば説明できる。

一方で、詳細な計算によると月岩石の同位体比は巨大衝突説で説明しづらいことが示されている。巨大衝突の数値計算結果から、月質量を再現する標準的な設定では、月の成分の5分の1は地球に由来し、残る5分の4は衝突天体の物質が寄与することが分かっている。しかしながら、実際には、地球と月の岩石の酸素などの同位体比はほぼ同一であることが知られており、巨大衝突説には物質科学的な困難が存在する。

これに対して、衝突時の原始地球はマグマの海に覆われており、その物質が効率よく地球周回軌道へと飛散することで月の主成分となり、同位体比の類似性が説明できるという仮説が提唱されている[36][37]。