Chu kỳ theo sao của Mặt Trăng trên quỹ đạo quanh Trái Đất được gọi là tháng thiên văn hay còn gọi là tháng sao.

Một tháng thiên văn = 27 ngày 7 giờ 43 phút 11,6 giây = 27,321661 ngày Mặt Trời trung bình.

Tháng sao khác tháng giao hội (tức chu kỳ giao hội của Mặt Trăng hay tuần trăng) là do chuyển động quay quanh Mặt Trời của Trái Đất. Khi Mặt Trăng quay trọn một vòng quanh Trái Đất thì Trái Đất cũng quay được một góc khoảng 27° quanh Mặt Trời (điều này thể hiện ở hiện tượng biểu kiến là Mặt Trời di chuyển trên hoàng đạo về phía đông so với nền sao). Do đó Mặt Trăng phải đi thêm 2,2 ngày nữa để khớp với chu kỳ pha (tháng giao hội) của nó, khi đó tương quan vị trí biểu kiến của Mặt Trăng với Mặt Trời mới trở lại như cũ. Khoảng thời gian 2,2 ngày chính là chênh lệch giữa tháng sao và tháng giao hội.