Giống như Trái đất, Mặt trăng cũng quay nhưng tốc độ chậm hơn nhiều. Theo nghiên cứu từ NASA, một "ngày Mặt trăng" bằng khoảng 29,53 ngày Trái đất. Điều này có nghĩa là nếu Trái đất hoàn thành một vòng quay hết 24 giờ thì Mặt trăng sẽ thực hiện nó trong 709 giờ.
Chuyển động quay của Mặt trăng cũng giống như nhiều thiên thể, có thể là tàn tích từ quá trình tạo ra nó. Theo giả thuyết va chạm khổng lồ, khoảng 4,5 tỷ năm trước, trong khi Trái đất đang phát triển, nó đã bị Theia - một thiên thể có kích thước gần bằng Sao Hỏa đã đâm vào.
Sức nóng từ tác động của Theia có thể làm tan chảy lớp vỏ Trái đất và khiến nó phóng các hạt hóa hơi đang quay vào không gian, từ đó tạo ra các đại dương magma.
Cũng theo giả thuyết nói trên, những đám mây bụi và khí này quay tròn được cho là do tác động của lực trong vụ va chạm ban đầu. Cuối cùng, bởi vì khối lượng thu hút khối lượng nên những hạt xoáy này kết hợp với nhau. Khi khí ngưng tụ, nó bắt đầu quay nhanh hơn.
Trong khi đó, Mặt trăng vẫn giữ mô-men động lượng kể từ vụ va chạm ban đầu hàng tỷ năm trước. Không giống Trái đất, Mặt trăng không có khí quyển nên không có lực cản của không khí để làm chậm các vật thể chuyển động. Một khi các vật thể đang quay, chúng có xu hướng tiếp tục quay.
Tại sao Trái đất của chúng ta có Mặt trăng? Có 2 lý thuyết được đưa ra: Một là lý thuyết bắt giữ, vì Mặt trăng là một vật thể lang thang nên bị thu giữ bởi lực hút của Trái đất, giống như một tiểu hành tinh.
Theo lý thuyết này, Mặt trăng được tạo ra ở một nơi khác trong Hệ Mặt trời và sau đó bắt đầu quay quanh Trái đất khi nó đi ngang qua. Vì vậy, Mặt trăng đã có một vòng quay riêng khi bị kéo vào trường hấp dẫn của Trái đất.
Một giả thuyết khác là thuyết đồng hình thành, trong đó Mặt trăng được tạo ra cùng lúc với Trái đất. Theo giả thuyết này, hai vật thể có khối lượng lớn gấp 5 lần kích thước của Sao Hỏa và đã đâm vào nhau. Sau đó, Trái đất và Mặt trăng ngưng tụ ra khỏi các đám mây vật chất do va chạm.
Tuy nhiên, chính Trái đất mới thiết lập tốc độ quay của Mặt trăng. Mặt trăng hoàn thành một vòng quay trong khoảng 27 ngày - gần bằng thời gian Mặt trăng quay quanh Trái đất: 27,32 ngày. Kết quả là chúng ta - từ Trái đất - chỉ từng nhìn thấy một phần của Mặt trăng. Nếu một ngày Mặt trăng dài hơn hoặc ngắn hơn, chúng ta sẽ có thể nhìn thấy tất cả bề mặt của nó khi quay quanh Trái đất.
Trên thực tế, quỹ đạo và chuyển động quay không hoàn toàn khớp nhau bởi vì Trái đất thực sự di chuyển trong một quỹ đạo hình elip. Khi Mặt trăng quay quanh Trái đất, nó quay và giữ cùng một phía đối diện với chúng ta. Một vòng quay có cùng khoảng thời gian với một quỹ đạo, hay nói cách khác là khoảng một tháng.
Nói cách khác, Trái đất và Mặt trăng tác dụng lực hấp dẫn lên nhau và lực hấp dẫn tác dụng luôn mạnh nhất khi hai thiên thể đối diện trực tiếp với nhau khiến cả Trái đất và Mặt trăng đều giãn ra một chút khi chúng bị kéo vào hướng khác.
