Tisti, ki Luno opazujejo z Zemlje, lahko opazijo, da se satelit, ki poteka skozi njeno orbito, vedno obrne proti svojemu planetu na isti strani. Pojavi se logično vprašanje: ali se luna vrti ali se giblje okoli svoje osi? Kljub temu, da naše oči rečejo "ne", znanstveniki trdijo nasprotno - Luna se vrti.
Obdobje Lunove revolucije okoli Zemlje je 27.322 dni. Satelit potrebuje približno 27 dni, da opravi en obrat okoli svoje osi. Zato se za opazovalce z Zemlje ustvarja iluzija, da Luna ostane popolnoma negibna. Znanstveniki to situacijo imenujejo sinhrono vrtenje.
Vendar je vredno biti pozoren na dejstvo, da Lunova orbita popolnoma ne sovpada z njeno vrtilno osjo. Luna potuje po zemlji v eliptični orbiti, rahlo podolgovat krog. Ko se Luna čim bolj približa Zemlji, se vrti počasneje, kar nam omogoča, da na vzhodni strani satelita vidimo običajno skritih 8 stopinj. Ko je Luna na največji razdalji, je vrtenje hitrejše, zato je na zahodni strani videti dodatnih 8 stopinj.
Treba je opozoriti, da se oddaljena stran Lune vizualno zelo razlikuje od tega, kako smo jo navajeni videti z Zemlje. Če je bližnja stran Lune večinoma sestavljena iz lunarnih morij - velikih temnih planjav, ki jih ustvarjajo utrjene lave, in nizkih lunarnih gričev, potem je lunin hrbet dobesedno posut s kraterji.
Medtem znanstveniki trdijo, da obdobje vrtenja lune ni bilo vedno enako njenemu orbitalnemu obdobju. Tako kot gravitacija Lune vpliva na oceanske plime na Zemlji, gravitacija Zemlje vpliva tudi na Luno. Ker pa na naravnem satelitu planeta ni oceana, Zemlja deluje neposredno na površini Lune in na njej ustvarja plimovanje izboklin vzdolž črte, ki kaže na Zemljo. Plimno trenje postopoma upočasni vrtenje Lune.
Sam satelit ima enak učinek na Zemlji, zato se vsakih 100 let dolžina dneva poveča za nekaj milisekund. Tako je Zemlja med dinozavri v 23 urah opravila en obrat okoli svoje osi. Danes je leta 1820 Zemljo prevzelo 24 ur (ali 86.400 standardnih sekund) na vrtljaje okoli osi. Od takrat se je sončni dan planeta povečal za približno 2,5 milisekunde.