La luna gira su sé stessa in 27 giorni, 7 ore e 43 minuti: lo stesso tempo che impiega per fare un giro completo intorno alla Terra. Questo vuol dire che, per esempio, mentre la Luna compie un quarto di giro intorno al nostro pianeta ha anche fatto un quarto di giro su sé stessa. In pratica il periodo (il tempo) di rotazione della Luna attorno al proprio asse è uguale al periodo della sua rivoluzione attorno alla Terra: è il  fenomeno della rotazione sincrona, che porta come conseguenza il fatto che, da Terra, si vede sempre la stessa metà della Luna (in realtà riusciamo a vedere un po’ più della metà, ossia il 59% della superficie, perché ci sono delle leggere oscillazioni).

Il lato della Luna opposto alla Terra è chiamato faccia oscura o faccia nascosta, proprio perché è nascosta alla nostra vista ma, naturalmente, il Sole illumina anche quella parte, anche se noi, da terra, noi non possiamo vederla.

Il 2019 è stato un momento importante per la faccia nascosta del nostro satellite naturale: il 3 gennaio di quell'anno il rover cinese Chang’e 4 vi è arrivato e ha cominciato a inviarci informazioni sulla struttura e sulle caratteristiche di quei suoli.

La faccia nascosta della Luna ha un terreno molto più accidentato e ricco di crateri, rispetto a quella che vediamo. Ci sono meno zone pianeggianti (i mari) rispetto alla faccia visibile. Gli scienziati ritengono che ciò dipenda dal fatto che quella metà di luna è molto meno protetta dall'impatto di meteoriti e altri oggetti spaziali.