物理天平动是描述月亮自转轴状态的。现代的电子计算机计算表明，月亮自转轴所指的方向不是固定不变的，自转速度也有变化，它们形成一个幅度较小的摆动，周期为1个月。像地极移动一样，这种摇摆也会造成2秒左右的天平动。
月亮在围绕地球公转的时候，每天从西向东前进13.2度，这使得月亮从地平线上升起的时间和位置每天都有所不同。
在时间上，平均每天约晚50分钟升起，即第二天月亮从地平线上升起的时间比第一天晚50分钟。但季节不同，这个数字变化很大。这个变化不是月亮速度变化造成的，而是白道面与地平面所成的角度不同的结果。
秋季，这个角度较小，所以每天晚的时间少；春季，这个角度较大，所以每天晚的时间大。
以北纬40度地方为例，秋季的时候，有时月亮比前一天晚升起22分钟；而在春季，有时却比前一天晚升起80分钟。由于月亮从地平线上升起的时间一天比一天晚，所以在同一个时间，月亮在天空的位置也一天比一天向东移。
在位置上，月亮和太阳的情况相似，出没的方向和到达天空正南方的高度都有较大的变化。
月亮的出没和太阳的情形正好相反：日出时月落，日落时月出。冬季，太阳从东南方升起，在西南方落下，而月亮从东北方升起，从西北方落下，半夜时到达正南方，位置最高。
冬季月亮在天空照耀的时间比其他季节长。夏季，满月出没的位置犹如冬天的太阳，从东南升起，在西南落下，到达正南的高度也很低。
知识点黄赤交角
地球的自转轴与其公转的轨道面成66°34′的倾斜。地球的自转同它公转之间的这种关系，天文学和地理学上通常用它的余角（23°26′），即赤道面与轨道面的交角来表示；而在地心天球上，则表现为黄道与天赤道的交角，并被称为黄赤交角，又称黄赤大距。黄道与天赤道的两个交点，叫白羊宫（白羊座）第一点和天秤宫（天秤座）第一点，在北半球分别称为春分点和秋分点，合称二分点。黄道上距天赤道最远的两点，叫巨蟹宫（巨蟹座）第一点和摩羯宫（摩羯座）第一点，即北半球的夏至点和冬至点，合称二至点。二至点距天赤道23°26′，称黄赤大距，是黄角交角在地心天球上的表现。
月球的色泽之谜
阿姆斯特朗第一位踏上月面的宇航员阿姆斯特朗在向月面降落时，曾向地球发回这样的报告：“……月面的颜色很有趣，当你从与太阳光相平行的角度观察时，月面是灰白色；观察角度与阳光成立角时，却又变成了一种奇怪的深灰色。”
“阿波罗8号”的飞行员也曾说过：“月球上不是黑便是白，没有一点其他的颜色。”
然而当你站在月球正面抬头仰望地球时，月西天空中巨大蔚蓝色的星球，光色亮洁，美丽而又亲切。在阳光照耀下，地球上淡蓝色的大气层里环绕着片片白云。深蓝色的是海洋，黄色的是陆地，覆盖着白色冰雪的是极地。
在月球上看地球圆面要比满月大14倍，比满月亮80多倍，因而在月面上的地光照耀下，可以看书看报，还可以十分明显地看到地球上被太阳照亮的白天部分和黑夜部分。
从月球上看到的地球还有一种奇特的现象，那就是在月球的正面，地球永不下落，而太阳、恒星却在它身后徐徐而过。想改变地球在月空中的位置那倒也不难，只要观测者挪动在月面的位置便可以了。
如果你站在低谷环形山旁看地球，地球挂在南方天空；向南走到沿海地区时，又会发现明亮的地球移到了北方天空。在月球东部看，地球在西方天空；在月球西部看，地球又出现在东方。到了月球背面，地球则隐没永不露面。这一现象说明了地球在月球上空的位置不随时间而变，只与观测者所在月面的位置有关。
在月球上看地球，地球也有外表的相貌变化，类似于月相的变化。地球位相变化的过程跟月亮的位相变化过程恰好相反。
比如在地球上初一时，月球处在日地之间，人们见不到月亮，但在月球上看地球，地球恰是又圆又亮。而在十五、十六满月时，地球恰好处在月亮与太阳之间，这时从月球上应该看不到地球，可是由于地球周围的大气折射和散射太阳光，所以在月球上仍可以模糊地看见地球。
地球周围有一层很厚的大气包围着，太阳光射入地球大气层时，蓝色光受到地球大气的散射，使我们能够看到蔚蓝色的天空。然而在月球上没有空气散射太阳光，我们可以看到的是太阳高悬天空，天空仍然一片漆黑。星星像一粒粒夜明珠和太阳一起镶嵌在黑丝绒似的天幕上，同升同落。太阳是那样明亮，慢慢地在星星间自西向东穿行。
在月球上能见到日食，却看不到地球食。月球上的日食现象，是指地球在太阳与月亮之间，大致成一连线时，地球遮住太阳的现象。
月球上的日食是一幅非常美丽的景色，是地球上的日食无法比拟的。由于地球周围包裹着一层厚厚的大气，太阳光中的红光通过这层大气折射到月球上来，使整个月球在日全食的过程中沐浴在一片神秘的古铜色的辉光中。
这时，月球漆黑的天空中挂着的地球则像一个黑色的圆盘，周围围着一圈红色的光环。整个日全食过程最长可以延续2个多小时，可让人们尽情欣赏。
在月球上观看日出、日落同样让你激动不已。那是因为月球上环形山造成犬齿形的“地平线”，会使日出或日落时出现地球上仅有日全食瞬间出现的“倍利珠”。夺目的光辉从山隙中喷薄而出，而又能在好几分钟内保持这种现象，真叫人如痴如醉。
神秘的月震
在月球上发生类似地震一样的震动，叫月震。1969年以前，人们谈起月震来，还只是作为一件奇事来猜想，或进行科学推测而已。总之，那时谈月震确实还是个谜。
人类为了实现登月的理想，必须要确切掌握月面环境状况，如月球表面结构如何？月球内部活动怎样？有没有月震？月震的能量有多大？月震的频次是多少？等等，问题直接涉及人类能不能登月、能不能长期在月球上停留。因此，探索月震活动是实现人类登月考察的重要问题之一。
1969年7月，美国“阿波罗11号”载人飞船首次登月时，放到月面的科学测量仪器中，就有自动月震仪。在以后几次人类登月活动中也都带去了测量月震的仪器。
第一个自动月震仪放在月面的静海西南角。其他5个分别在风暴洋内东南边、弗拉·摩洛地区、亚平宁山区的哈德利峡谷、笛卡尔高地和澄海东南的金牛—利持罗峡谷。因此，人类在地球上就能了解月球的脉搏——月震。
宇航员在安装月震仪探得月震次数每年平均近千次，多属深源震，强度不如地震大，仅相当1.2级地震。月震在月球内部要经过多次日波反射，震波持续的时间长。
同样震级的小震，在地球上持续1分钟左右，而在月球上要持续1个小时。月震中有陨石撞击引起的月震，还有为测试月面和月亮的物理性质，而向月面抛射登月舱和引爆金属管、枪榴弹筒等物质引起的人工月震。
如今已知，向着地球这面的月震比背着地球的那面月震多。向地球一面分布着4个深月震的震中带。月海区比月陆区的月震多，深震源区有109个，在这些区域反复发生月震。科学家们发现，深月震的时间分布有一定的周期规律，有13.6日、27.2日和206日等周期，说明深月震的发生与地球和太阳对月球的起潮力有触发性的关系。
科学家还得知浅月震比深月震少，在1万多次月震中只记录到28次。但浅月震能量大，已记录到最大的浅月震为4.8级，浅月震与地月之间的位置无明显关系。有人认为浅月震可能属月球的构造月震，但也有人不同意这个观点，仍属奥秘。
应当特别指出的是，月震仪每个月都会记录下相同的曲线。分析后发现：每个月当月球离地球最近时，也是受到地球引力最大时，月球就会出现完全相同的月震特征。而这种情况几乎是不应该发生的。
换个说法，就是月震以1个月时间为间隔发生，就像时钟一样准确。当月球最接近地球时（近地点）便开始出现月震的最初征兆，在月球运行到距近地点5天前，月震的初兆便显露出来。
科学家对这种现象感到十分惊异！“阿波罗12号”飞船与“阿波罗14号”飞船在月球上安装的月震仪记录的结果全都一样。
美国《纽约时报》也报道了这一奇怪现象：最近在月球发现的这些现象说明整个月球都在发生同样的震动。这些震动实质上是一回事！这篇报道还补充说：“月震总是让月震仪留下同样的记录，这应当使月面学专家们惊叹不已。”
这篇报道的措词是委婉而谨慎的，实质问题是天然岩石的隆起和崩毁为什么经常发生在同一时刻？老资格的月球研究者盖利·莱萨姆博士承认，月震发生时间像与时钟同步一样准确，但无法做出解释。他认为这种现象就是解释月震的难以自圆其说的矛盾之处。
还有另一种让人感到十分惊异的现象，当宇航员向月面抛掷登月舱和引爆榴弹筒造成人工月震时，月震仪的记录再次让人震惊，月震实测持续了3个多小时，月震深度达到30~40千米，直到3小时20分钟后才逐渐结束，科学家们更感到惶惑了，美国NASA的地震学家们对此面面相觑，没有一个人能够做出令人满意的解释。
而相信“月球是宇宙飞船”假说的人，认为将月震归于“自然现象”是永远无法解释的。如果从他们的观点出发，把月震解释为“人为”的原因造成的月震，也就是说月震可能是受某一智慧生物的定时操控造成的；月球内部是中空的；月球是宇宙飞船。那么一切月震之谜就化为乌有了。
月球闪光之谜
在最近100多年来对月球的观测中，发现了不少月面的变化现象，令人惊讶，令人迷惑，又趣味盎然，它表面的辉光现象就是一例。月球表面有时突然出现粹光、雾焰、闪烁等发光现象，甚至还有颜色变化。
曾为“阿波罗”号宇航员所目睹的这些现象引起了天文学家的兴趣和关注。发现这些星星点点的月球闪光多出现于环形山的周边和中央峰，以及月海盆地边缘一带，通常可持续20分钟左右，有时也忽明忽暗延续数小时之久。即使在没有日照的黑暗里，也亮光闪烁。
月球的变幻无常现象被称为短暂现象，至今已记录到1400多次，也许其中的一部分是由于大气干扰等原因造成的错觉和幻觉，但短暂现象的存在是可信的。然而月球为什么会发光，人们一直都在探索、解谜中。
威廉·赫歇尔从所看到的闪光呈微红色而认为是月球火山喷发。1958年11月3日，苏联科学家柯兹列夫发现阿尔卑斯环形山口内的中央峰变得又暗又模糊，并发出一种从未见过的红光，又变成发出白光，亮度增加1倍，直到第二夜，环形山才恢复原来的面目。
