月球是自轉的。月球在繞地球運行的同時也在自轉，其自轉週期 27天7小時43分11.559秒，自轉速度4.6267 米/秒。但是由於月球的自轉與公轉同步，因此月球始終以同一面朝向地球，因此給人造成了月球只有公轉沒有自轉的錯覺。
宇宙中幾乎沒有不自轉的天體，月球也不例外，之所以我們看不到月球自轉，是因為我們站在了地球上觀測月球。
月球不是不自轉，而是月球自轉的週期與它繞地球的公轉週期相同，由此我們只看得到它的一面。形成這種現象的原因潮汐鎖定。
潮汐鎖定是指發生在重力梯度使天體永遠以同一面對着另一個天體。例如，月球永遠以同一面朝向着地球。潮汐鎖定的天體繞自身的軸旋轉一圈要花上繞着同伴公轉一圈相同的時間。這種同步自轉導致一個半球固定不變的朝向夥伴。
月球公轉時在離心力的作用下重心外偏，但在地球的引力作用下重心又向內偏。月球就在這兩種力的作用下完成繞自己的軸心自轉的。月球實際上是繞自己的軸相對地球旋轉。因此無論是用地球作參照物還是用恆星作參照物，月球都是相對地球自轉的。
