從地表觀察月球，會發現月球似乎有個輕微、緩慢的振盪，此稱為月球的天平動。同步自轉的衛星相對於行星，多少都有不同程度的天平動，除此之外，天平動現象在其他行星，甚至太陽，也都可以發現到。 

       雖然月球被地球潮汐鎖定，使得其自轉週期同步於公轉週期，但因為天平動的影響，觀測者在不同的時間內可以看到些許不同的月球表面，這使得觀測者可以在地球上看到59%的月面，而非僅僅50%的月球正面。 

       月球天平動主要可分成兩大類：幾何天平動及物理天平動。幾何天平動是由於觀測位置與月球之間的幾何關係所造成；物理天平動則是月球本身擺動所造成的。 

       幾何天平動也稱為光學天平動，主要可分成四種形式： 

一、經度天平動 

       由於月球繞地球公轉的軌道(白道)為橢圓形，因此月球位在不同的位置時也就具有不同的公轉速度，但因為月球的自轉速度是固定的，這也就導致月球的公轉速度有時候會超前、有時候則落後自轉速度，從地球上來看，便能額外觀察到月球左右方向(經度)的月面。 

二、緯度天平動 

       由於白道面和黃道面有5.14°的夾角，且月球自轉軸和黃道面的法線交角有1.54°，這些傾斜導致月球在南北方向(緯度)的振盪，因此觀測者能從地球上看到額外的上下方向(緯度)月面。 

三、周日天平動 

       周日天平動是由地球的自轉所造成的，當月球從東方升起，西方落下時，代表觀測者已隨著地球的自轉從西側轉至東側，因而能先多看見一些月球東側，然後再多看見一些月球西側。 

四、視差天平動 

      這是由於在地表上不同的觀測位置所造成的效應，在南北兩極便可多觀察到月球南北兩極的部分區域。 

      物理天平動是屬於月球自身的擺動，由於月球本身並非是一個完美球體，它的三個慣性軸長度不等，加上月球公轉軌道也並非圓形，因此在地球引力的作用下，產生對平均位置的偏移。但由於物理天平動比幾何天平動的影響要小得多，所以基本上可以忽略不計。

(月球天平動的變化，取自Tomruen, Public domain, via Wikimedia Commons)