ดวงจันทร์เป็นดาวบริวารขนาดค่อนข้างใหญ่ มีพื้นผิวแข็ง คล้ายดาวเคราะห์โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งในสี่ของโลก เป็นดาวบริวารขนาดใหญ่สุดในระบบสุริยะเมื่อเทียบสัดส่วนกับดาวเคราะห์ แม้ว่าแครอนมีขนาดใหญ่กว่าเมื่อเทียบสัดส่วนกับดาวเคราะห์แคระพลูโต ดาวบริวารที่โคจรรอบดาวเคราะห์อื่น ๆ ก็เรียก "ดวงจันทร์" ตามดวงจันทร์ของโลก

การดึงเชิงโน้มถ่วงระหว่างโลกและดวงจันทร์ก่อให้เกิดปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลงบนโลก ผลเช่นเดียวกันที่เกิดกับดวงจันทร์นำไปสู่ภาวะการตรึงด้วยแรงไทด์ (tidal locking) ทำให้ระยะเวลาในการหมุนรอบตัวเองของดวงจันทร์เท่ากันกับเวลาที่ใช้โคจรรอบโลก ผลคือดวงจันทร์จะหันด้านเดียวเข้าหาโลกเสมอ ในขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกแต่ละรอบ พื้นผิวส่วนต่าง ๆ ของหน้าที่หันสู่โลกจะได้รับแสงจากดวงอาทิตย์ นำไปสู่ปรากฏการณ์ข้างขึ้นข้างแรม ส่วนหน้ามืดแยกออกจากส่วนสว่างโดยเขตสนธยาสุริยะ (solar terminator)

จากอันตรกิริยาน้ำขึ้นน้ำลง ดวงจันทร์จึงถอยห่างออกไปจากโลกในอัตราประมาณ 38 มิลลิเมตรต่อปี อีกหลายล้านปีข้างหน้าการเคลื่อนเล็ก ๆ น้อย ๆ นี้ รวมถึงวันของโลกที่ยาวขึ้นประมาณ 23 ไมโครวินาทีทุกปี จะทวีขึ้นจนกลายเป็นการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญ[212] ตัวอย่างเช่น ในระหว่างยุคดีโวเนียนเมื่อประมาณ 410 ล้านปีก่อน หนึ่งปีโลกมี 400 วัน โดยวันหนึ่งมีเวลา 21.8 ชั่วโมง[213]

ดวงจันทร์อาจมีผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตโดยการช่วยบรรเทาภูมิอากาศของโลกไม่ให้รุนแรงเกินไป หลักฐานบรรพชีวินวิทยาและแบบจำลองคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าความเอียงของแกนโลกมีเสถียรภาพอยู่ได้โดยอันตรกิริยาขึ้นลงกับดวงจันทร์[28] นักทฤษฎีบางส่วนเชื่อว่าหากปราศจากเสถียรภาพนี้เมื่อต้องเผชิญกับแรงบิดที่ส่งมาจากจากดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์อื่น ๆ ที่กระทำต่อส่วนโป่งบริเวณศูนย์สูตรของโลกแล้ว แกนหมุนของโลกอาจไร้เสถียรภาพถึงขั้นโกลาหล โดยจะแสดงการเปลี่ยนแปลงอย่างสับสนอลหม่านในทุก ๆ หลายล้านปีดังในกรณีของดาวอังคาร[214]

เมื่อมองจากโลก ดวงจันทร์อยู่ห่างออกไปพอให้ขนาดปรากฏของดวงจันทร์เกือบเท่ากับขนาดปรากฏของดวงอาทิตย์ ขนาดเชิงมุม (หรือมุมตัน) ของวัตถุทั้งสองเสมอกันเพราะเส้นผ่านศูนย์กลางของดวงอาทิตย์แม้จะมากกว่าของดวงจันทร์ร่วม 400 เท่า แต่ระยะทางมาถึงโลกก็ไกลกว่า 400 เท่าด้วยเช่นกัน[179] สภาพดังกล่าวเป็นสาเหตุให้สุริยุปราคาทั้งแบบเต็มดวงและแบบวงแหวนปรากฏบนโลกได้

ทฤษฎีการกำเนิดดวงจันทร์ที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือสมมติฐานการชนใหญ่ โดยกล่าวว่าดวงจันทร์เกิดขึ้นจากที่ดาวเคราะห์ยุคแรกขนาดเท่าดาวอังคารชื่อ เธีย พุ่งชนโลกระยะแรก สมมติฐานนี้อธิบายเกี่ยวกับปริมาณเหล็กและธาตุระเหยง่ายที่ไม่ค่อยพบบนดวงจันทร์ ตลอดจนข้อเท็จจริงที่องค์ประกอบของดวงจันทร์แทบเหมือนกับองค์ประกอบของเปลือกโลก[215]