Kак се е формирал естественият спътник на Земята - Луната. Смята се, че това е станало преди около 4,527 ± 0,010 млрд. години, около 30 до 50 млн. години след формирането на Слънчевата система. Наклонът на лунната орбита към еклиптиката почти изключва възможността Луната да се е формирала заедно със Земята или да е била привлечена в земна орбита по-късно. Една хипотеза за произхода на Луната е, че тя се е откъснала от земната кора поради центробежните сили, породени от въртенето на Земята (то би трябвало да е много по-бързо спрямо общоприетите съвременни схващания), оставяйки океански басейн на повърхността на нашата планета като белег. Друга хипотеза предлага обяснение на произхода на Луната чрез съвместното ѝ зараждане със Земята от първичния диск в Слънчевата система. По този начин обаче не може да се обясни диспропорционално малкото количество желязо на Луната. Теорията, която намира най-широк прием, е Теорията на гигантския сблъсък, според която Луната се е зародила вследствие на сблъсъка между младата полуразтопена Земя и протопланета, голяма приблизително колкото Марс, спекулативно наречена Тея. Тази хипотеза също така обяснява защо Луната е бедна на желязо и летливи елементи. Геологическите епохи на Луната са определени от датирането на различни значими събития и сблъсъци в нейната история. Приливните сили на Земята са деформирали Луната когато тя е била все още разтопена във формата на елипсоид, чиято главна ос сочи към Земята. Точките на пресичане между равнината на лунната орбита и еклиптиката се наричат лунни възли. Северният (или възходящ) възел е мястото, където лунната орбита излиза "на север" от (или над) еклиптиката, докато южният (или низходящ) възел е мястото, където лунната орбита излиза "на юг" от (или под) еклиптиката. Слънчево затъмнениесе наблюдава, когато северният или южният възел на лунната орбита съвпадне с новолуние. Лунно затъмнение от друга страна се наблюдава, когато северният или южен възел съвпадне с пълнолуние. За Луната е характерно синхронно въртене, поради което само едната и страна (или нейната „близка страна“) е видима от Земята — времето, за което Луната се завърта около Земята, е равно на времето, за което извършва ротация около оста си. Другата страна на Луната („далечната страна“ или „обратната страна“) остава винаги скрита от земния наблюдател, освен малки части в близост до хоризонта вследствие на лунната либрация. Далечната страна на Луната е била напълно непозната за човечеството преди космическата ера. Синхронното въртене на Луната е резултат от действието на приливните сили на Земята, които са намалили значително момента на импулса на Луната скоро след нейното формиране.