La Lune1 est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la Lune est de 384 400 km (soit un peu plus d'une seconde-lumière), c'est-à-dire environ trente fois le diamètre terrestre. La Lune s'éloigne de 3,8 centimètres par an de la Terre. Avec celle-ci, la Lune est à ce jour le seul astre que l’Homme ait pu explorer en personne.

Le premier être humain à y avoir marché est l'astronaute Neil Armstrong le 21 juillet 1969 à 2 h 56 UTC, lors de la mission Apollo 11. Après lui, onze autres hommes ont foulé le sol de la Lune, tous membres du programme Apollo. Le retour de l'homme sur la Lune est prévu par plusieurs nations aux alentours de 2020-2030

Le demi grand axe entre la Lune et la Terre est de 384 402 km. Le diamètre moyen de la Lune est de 3 474 km. La force qu’exerce la Terre sur la Lune2 est d’environ 1,95×1020 Newton.

Dans la représentation la plus simple, on peut dire que la Lune a une orbite elliptique autour du centre de la Terre (conformément aux lois de Kepler), qui lui-même tourne autour du Soleil. Pour être plus précis, on peut résoudre le problème à deux corps, ce qui permet de montrer que la Terre et la Lune orbitent en fait autour du barycentre du système double, qui lui-même tourne autour du Soleil, l’influence gravitationnelle perturbatrice du Soleil étant faible par rapport à leur interaction mutuelle3. Comme ce dernier se trouve à l’intérieur de la Terre, à environ 4 700 kilomètres de son centre, le mouvement de la Terre est généralement décrit comme une « oscillation », et le système Terre-Lune est clairement un système planète-satellite et non une planète double.

La période de rotation de la Lune est la même que sa période orbitale et elle présente donc toujours le même hémisphère (nommé donc « face visible de la Lune ») à un observateur terrestre (l'autre hémisphère est donc appelé « face cachée de la Lune »).