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La Luna è l'unico satellite naturale della Terra dalla quale dista in media dai 384.403 Km (perigeo) a 406.700 Km (apogeo). Il suo diametro è di circa 3475 km, un quarto rispetto a quello della Terra; la sua densità media è inferiore rispetto a quella della Terra. La sua temperatura supera i 130°C nei punti che hanno il Sole allo zenit fino a 150° C nelle regioni in ombra.
La sua gravità è circa un sesto di quella della Terra e ciò significa che un uomo che pesa 72 Kg sulla Terra, sulla Luna peserà 12 kg.
La sua superficie, non essendo protetta dallo schermo dell'atmosfera, è sottoposta all'azione delle radiazioni solari e risulta indifesa dalla eventuale caduta di meteoriti. Tutti e due i suoi emisferi sono costellati da molti crateri di varie dimensioni, da montagne e zone pianeggianti (mari). Il diametro dei crateri varia da qualche centimetro a 300 km, la cui profondità può superare i 2000 metri. Alcuni di essi hanno dei coni aguzzi come gigantesche stallagmiti. Il suolo è coperto da un leggero strato di polvere compatta e un pò scivolosa e mancando l'atmosfera non è sollevata da alcun vento. Varie sono le teorie sull'origine della Terra, ma dall'esame dei campioni delle rocce lunari è risultato che il satellite è più o meno coetaneo della Terra e altri corpi del sistema solare. La sua età è stata stimata intorno a 4,6 miliardi di anni.

La Luna compie una rivoluzione intorno alla Terra e nello stesso tempo anche intorno al Sole. Durante la sua rivoluzione intorno alla Terra essa ruota lentamente intorno al proprio asse compiendo un giro completo in 27 giorni 7 ore e 43 secondi, esattamente il tempo che ci mette a compiere la sua rivoluzione intorno alla Terra (mese sidereo); di conseguenza la Luna rivolge alla Terra sempre la stessa faccia. Il maggior persorso compiuto dalla Luna per ritornare con la Terra al punto di partenza, spiega anche il suo movimento di rivoluzione rispetto alla posizione del Sole ( cioè il tempo medio tra i due movimenti detto mese sinodico) è considerevolmente più lungo del mese sidereo che è di 29 giorni 12 ore e 44 minuti circa e corrisponde al mese.
Ruotando intorno alla Terra, la metà illuminata della Luna è sempre rivolta al Sole e in base all'illuminazione che riceve si presente sotto diversi aspetti detti fasi e ciò determina il periodo di lunazione, cioè il tempo impiegato dalla Luna per tornare alla stessa fase. Ogni 7 giorni circa vediamo illuminata dal Sole una porzione diversa della sua superficie. Il tempo di lunazione dura 29 giorni e 5 ore. Con la Luna Nuova inizia il Mese Lunare o Lunazione e il suo conteggio inizia con la Luna Nuova di Marzo (Equinozio di Primavera). Dodici mesi lunari corrispondono a 354 giorni 9 ore e 48 minuti. L'anno solare è diviso in 13 Lunazioni come stabilì Ippocrate a 400 anni prima di Cristo.

Quando la Terra viene a trovarsi in asse tra il Sole e la Luna nella sua fase di plenilunio, si ha l'eclisse lunare e il cono d'ombra proiettato dalla Terra, investe la Luna fino a oscurarla del tutto. L'eclisse lunare può durare anche diverse ore e nella fase totale circa 1 ora e 40 minuti; l'eclisse solare invece dura pochi minuti.

Le fasi lunari hanno grande influenza su certi fenomeni terrestri e in particolare sulle masse fluide producendo il fenomeno delle maree, con il loro periodico alternarsi dell'abbassamento e innalzamento del livello delle acque che ricoprono la superficie terrestre. Il fenomeno delle maree è determinato dalla posizione della Luna rispetto la Terra; l'azione del Sole accelererà o ritarderà l'ora della piena. L'altezza delle maree è più evidente all'equatore e quasi nullo nei poli, dove l'ampiezza delle oscillazioni si riducono quasi a zero e la superficie del mare è calma. Le grandi maree avvengono durante i pleniluni perchè l'azione dei due atri si sommano.