Tên vệ tinh tự nhiên của Trái đất là mặt trăng. Về kích thước, mặt trăng không phải là vệ tinh tự nhiên lớn nhất trong hệ mặt trời, nhưng nó lớn và đứng thứ năm trong số các mặt trăng khác. Trên thực tế, mặt trăng là một trong những vệ tinh lớn nhất so với hành tinh của nó.
Không giống như Trái đất, mặt trăng không có bầu khí quyển và do đó, không có thời tiết. Nó xuất hiện sáng trên bầu trời đêm vì nó phản chiếu ánh sáng từ mặt trời. Mặt trăng quay quanh Trái đất khoảng 28 ngày một lần theo quỹ đạo gần tròn. Trái đất và mặt trăng được khóa chặt chẽ, có nghĩa là cùng một mặt của mặt trăng luôn hướng về Trái đất. Một số giả thuyết tồn tại về cách mặt trăng hình thành. Một giả thuyết cho rằng mặt trăng là kết quả của một vật thể giống sao Hỏa va vào Trái đất, và các mảnh vỡ từ vụ va chạm đó đã tạo thành mặt trăng.