Theo NASA, các giai đoạn của mặt trăng là do ánh sáng mặt trời và bóng tối tạo ra bởi vị trí tương đối của nó với mặt trời. Tại hai thời điểm trong chu kỳ 29,5 ngày âm lịch, mặt của Mặt trăng đối diện với Trái đất là một nửa trong ánh sáng mặt trời, một nửa trong bóng râm. Điều này tạo ra một nửa mặt trăng, một giai đoạn kéo dài vài ngày trước khi nó lấp đầy thành vượn hoặc co lại thành hình lưỡi liềm tàn dần.
Tại bất kỳ thời điểm nào, một nửa bề mặt của mặt trăng được chiếu sáng bởi ánh sáng của mặt trời. Khi mặt được chiếu sáng đối diện toàn bộ với Trái đất, mặt trăng xuất hiện đầy đủ. Khi mặt được chiếu sáng quay ra xa Trái đất, mặt trăng đang ở trong giai đoạn mới của nó. Khi mặt trăng di chuyển trong không gian xung quanh Trái đất và vị trí của nó thay đổi so với ánh sáng của mặt trời, mặt trăng dường như thay đổi pha của nó, bắt đầu như một hình lưỡi liềm được chiếu sáng sau khi trăng non, nở đến đầy đặn, và sau đó từ từ suy yếu trở lại sau một nửa- trăng lưỡi liềm bằng sáp trước bóng tối của trăng non.
Trong một số trường hợp, bóng của chính Trái đất có thể khiến mặt trăng thay đổi. Khi mặt trăng và Trái đất thẳng hàng với mặt trời, nó có thể tạo ra nguyệt thực. Trong những sự kiện này, bóng của Trái đất có thể che khuất một phần mặt được chiếu sáng của mặt trăng, tạo ra một nửa mặt trăng tạm thời.
