月相的變化是由於月球相對於地球和太陽的位置變化所導致的。具體來說，當地球、月球、太陽三者成一條直線時，即出現新月，這時月球被太陽照亮的一面完全背向地球，因此新月不可見；隨後，月球逐漸轉向，一部分被太陽照亮的面朝向地球，形成蛾眉月；接着，當月球轉到與太陽約成90度角的位置時，即爲上弦月，此時可以看到月球的半邊亮面；之後，月球繼續轉向，亮面部分逐漸增大，直到滿月時，整個被太陽照亮的面都朝向地球。
滿月之後，月球再次逐漸轉向，亮面部分開始減小，先經過凸月（漸虧凸月）階段，然後到下弦月階段，此時月球的另一半亮面朝向地球；最後，月球繼續轉向，亮面逐漸減小，直到回到新月的位置。這個過程大約需要29.53天，形成一箇朔望月，這個週期也是曆法中月份和星期的來源。
在月相變化的過程中，月球被太陽照亮的部分有時對向地球，有時背向地球；有時對向地球的亮面部分大一些，有時小一些，因此出現了不同的月相。此外，月球的位置變化還會影響潮汐現象，當三者成一條直線時形成大潮，垂直分佈時形成小潮。