月亮总是一面朝向地球是因为月球自转和公转的周期都是27.32166日，具体原因如下图所示（绿色箭头对应的面总是朝向地球）。

月球在绕地球公转的同时进行自转，周期27.32166日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。

一个自身不发光，依靠附近恒星照亮的天体，只要有自转，就会有昼夜交替现象。这一现象的发生，与它是否在围绕其它天体运动（例如公转）没有关系。除非这个天体围绕公转的中央天体不是恒星，附近也没有恒星给它照明，那么它无论如何运行，也处于永远的黑暗之中。