Orbita Księżyca wokół Słońca ma kształt złożonej krzywej. Księżyc przecież nie obiega Słońca sam, ale wspólnie z Ziemią. W układzie Ziemia-Księżyc oba ciała obiegają wspólny środek masy, który nazywamy barycentrum. Ponieważ masa Księżyca w porównaniu do masy Ziemi jest stosunkowo duża, barycentrum nie znajduje się blisko środka Ziemi, lecz jest położone około 1600 km pod jej powierzchnią. Ruch Księżyca wokół Słońca składa się z ruchu barycentrum układu Ziemia-Księżyc wokół Słońca i ruchu Księżyca wokół barycentrum. Droga Ziemi, a także droga Księżyca w każdym swym punkcie jest łukiem zwróconym wklęsłą stroną w kierunku Słońca.

        Złożoność ruchu Księżyca w przestrzeni przejawia się też w jego obserwowanym ruchu na niebie. Składają się nań: ruch Księżyca ze wschodu na zachód, będący odbiciem obrotu Ziemi, i rzeczywisty ruch Księżyca wokół Ziemi. W ciągu doby Księżyc przechodzi po swej orbicie dookoła Ziemi w przybliżeniu 13°. Porusza się przy tym z zachodu na wschód. Ponieważ jednak i Słońce przesuwa się na niebie w przybliżeniu o 1° w ciągu doby w tym samym kierunku co Księżyc, Księżyc pozostaje za Słońcem na niebie mniej więcej 12° w ciągu doby. Gdyby to następowało dokładnie tak, jak mówiliśmy, Księżyc codziennie wschodziłby o 50 min później. Jednak prędkość Księżyca w ruchu wokół Ziemi nie jest stała, a stąd i jego ruch na niebie nie jest jednostajny. Codzienne opóźnienie się wschodu Księżyca waha się od 38 do 66 min.

        Chociaż Księżyc dokonuje pełnego obiegu Ziemi w ciągu miesiąca gwiazdowego, potrzebuje dalszych dwóch dni, aby znaleźć się w tej samej fazie. Odstęp czasu pomiędzy dwiema kolejnymi identycznymi fazami nazywamy miesiącem synodycznym.

        Długość tego miesiąca - 29^d12^h44^m02,89^s - jest w przybliżeniu równa długości miesiąca kalendarzowego. Zgodność ta nie jest przypadkowa. Już w zamierzchłych czasach pojawiła się potrzeba jednostki czasu większej od doby. Opierając się na regularnych zmianach faz Księżyca, ludzie ułożyli kalendarz księżycowy. Gdy człowiek przeszedł od koczowniczego życia pasterskiego do osiadłego trybu życia rolnika, musiał umieć dokładnie wyznaczać czas odpowiedni na siew, zbiór płodów rolnych i inne prace rolnicze. Kalendarz księżycowy już nie wystarczał, ale oczywiste było, że terminy prac rolniczych zależą od ruchu Słońca po niebie. Powstał więc kalendarz słoneczny z podstawową jednostką - rokiem zwrotnikowym; w kalendarzu tym utrzymała się mniejsza jednostka, miesiąc synodyczny, zaokrąglony do pełnych dni.

        Obserwowany ruch Księżyca po niebie w ciągu miesiąca jest mniej więcej taki sam jak obserwowany ruch Słońca po niebie w ciągu roku. Zależy on zatem, podobnie jak dla wszystkich ciał niebieskich, nie tylko od rzeczywistego ruchu tych ciał w przestrzeni, ale również od szerokości geograficznej miejsca obserwacji. Ponieważ orbita Księżyca jest nachylona do ekliptyki pod niewielkim kątem, można przyjąć, że Księżyc też porusza się po ekliptyce, ale 12 razy szybciej niż Słońce. Z rozdziału o dziennym (dobowym) ruchu Słońca wiemy, że Słońce w czasie przesileń może oddalić się maksymalnie na 23,4° na północ albo na południe od równika niebieskiego, wykonuje zatem swój obserwowany fuch roczny około równika niebieskiego w strefie o szerokości 46,8°. Księżyc w czasie letniego przesilenia może się znaleźć najwyżej na północ nad ekliptyką i, na odwrót, w czasie zimowego przesilenia najniżej na południe pod nią. Strefa, w której się może poruszać Księżyc koło równika niebieskiego, jest zatem szersza niż 46,8°, i to o wartość dokładnie dwa razy większą niż nachylenie orbity Księżyca względem ekliptyki. Stąd obserwowany ruch Księżyca koło równika niebieskiego odbywa się w strefie o szerokości 57°.

        Widoczność Księżyca i jego wysokość nad horyzontem jest uzależniona od wzajemnego położenia Słońca i Księżyca oraz od szerokości geograficznej miejsca obserwacji. Dlatego w nowiu Księżyc znajduje się na niebie w tym samym kierunku co Słońce, a zatem wschodzi razem ze wschodem Słońca i zachodzi równocześnie z jego zachodem. Krótko po nowiu, kiedy Księżyc jest już widoczny, wschodzi w godzinach przedpołudniowych, a zachodzi wieczorem. Każdy następny wschód Księżyca opóźnia się, jak już wspomnieliśmy, średnio o 50 min. W pierwszej kwadrze Księżyc pozostaje na niebie za Słońcem o 90°, wschodzi zatem około południa i zachodzi koło północy. W pełni Księżyc znajduje się z przeciwnej strony nieba niż Słońce, wschodzi wraz z zachodem Słońca i zachodzi przy jego wschodzie. W ostatniej kwadrze Księżyc jest znowu oddalony od Słońca o 90°, ale z przeciwnej strony niż w pierwszej kwadrze. Księżyc wschodzi wtedy około północy i zachodzi koło południa.