月球背面之所以显得神秘，原因在于我们无法从地球上直接观测到月球背面。那月球为什么会出现正面和背面?这和月球的运动有关系。月球可以被视作一个刚性的球体，它的运动可分为质心的运动(公转)和环绕质心的转动(自转)两部分。
在研究月球的质心运动时，我们通常将月球和地球近似视为全部质量集中在质心的质点，并且只有彼此相互吸引的引力作用，构成地月系统。
从惯性坐标系内观察，地月二体系统的公共质心绕太阳公转，月球和地球又分别绕它们的公共质心作相互转动。根据二体运动理论可知，月球围绕地球质心作平面椭圆轨道运动，其中，月球赤道与月球轨道面的夹角为6度41分;月球轨道与黄道的夹角平均值为5度9分，夹角的变化范围4度57分~5度19分。
由于地球由西向东自转，所以天体都是从东方升起到西方落下。月球也不例外，我们每天看到的月球东升西落，实际上是月球绕地球在星座间自西向东移动，反映了地球的自转运动。月球绕地球一周经历的时间称为一个“恒星月”，历时27天7小时43分11.47秒。
之所以称为“恒星月”，因为这是以恒星定标的，即月球从某颗恒星的近旁出发，又返回到该星附近同一位置的时间间隔。月球在自己的轨道上绕地球运行的平均速度为1.02千米/秒。平均每天东移13度。
因此，月球每天升起的时间是不同的，有时候白天升起，有时候晚上升起，升起时间平均每天比前一天推迟50分钟，一个月之后，又恢复原来的升起时间。
月球背向地球的半球离地球较远，受到的地球引力较面向地球的半球小，即月球的腹背受力是不同的。如果月球自转周期与绕地球的公转周期不相等，那么月球上同一部位受到的地球引力是随时间变化的，将导致月球不同岩层之间摩擦，逐渐减慢自转的速度，最终使得月球自转的周期恰好等于它绕地球公转的周期，即月球被地球的引力潮汐锁定。
潮汐锁定后，从地球上看月球，就永远只能看到月球的一面。由于月球的天平动，月盘边缘区域有时候会露出一点点侧背。总体上，从地球上可以观测到整个月球表面的59%。
另外，有证据显示月球并非一开始就是这样，早期月球似乎受到小行星撞击轨道发生异变才变成现在模样，而且有证据显示，月球正在越离地球。
文学家认为，我们朝夕相伴的月球正在摆脱地球引力，这意味着月球将会脱离原本的轨道，或者飞入太阳系深处被太阳吞噬，或者被其他行星捕获，地球将失去它唯一的卫星。
行星科学家Matt Siegler认为，月球的两级与三十亿年前相比，月球的南北极发生了剧烈的变化，大约偏离了原来的位置200公里，而且轨道正在一点点远离地球。Siegler表示，月球正在以每年3厘米的速度离开地球，当它离得足够远时，他就会逃脱地球的束缚，而这一过程大概还需要数十亿年。至少人们不用在担心月球一头撞上地球而毁灭人类了。
月球为什么会有正反两个面?有人声称在月球背面看到了神秘的物体，更有传言说月球背面有外星人，月球存在外星人基地，出现这些传说的根源在于从地球上观测月球时，看不到月球背面绝大部分区域。
因此，在没有月球探测器之前，月球背面一直是一个神秘的未知世界。但即便在航天器数十次飞临月球背面，获得大量影像资料之后，科幻迷们仍然能从放大后略显模糊的图像中找到线索，为这些传言提供佐证。
