Либрация по широте связана с наклонением лунной орбиты к небесному экватору, вследствие чего Луна попеременно оказывается то ниже, то выше земного экватора. В результате мы видим несколько большую часть то северного, то южного полушарий Луны. Лунная орбита имеет вытянутую, эллиптическую форму. Поэтому угловая скорость обращения Луны вокруг Земли значительно меняется, тогда как вращение Луны вокруг своей оси происходит с постоянной угловой скоростью. Различием этих скоростей обусловлена либрация по долготе, вследствие которой периодически то возникают, то скрываются лежащие за лимбом участки лунной поверхности. (Лимбом называют видимый край любого тела, наблюдаемого в виде отчетливого диска.)

Либрации по долготе и широте наряду с либрациями других видов позволяют при длительных наблюдениях (в течение примерно 30 лет) увидеть почти 59% лунной поверхности. При благоприятных условиях наблюдения на краю видимого диска Луны удается заметить ряд довольно редких и интересных деталей. Из-за либрации линия терминатора пересекает некоторые кратеры и другие детали лунной поверхности не с четкой периодичностью через месяц, а иногда на полсуток раньше или позднее. Изменяется также видимый угловой диаметр Луны; в ближайшей к Земле точке орбиты, перигее, она больше, а в самой удаленной, апогее, — меньше. Невооруженным глазом изменения углового диаметра Луны не видны; их можно обнаружить на фотографиях Луны, сделанных с одинаковым увеличением в моменты, когда она находится в апогее и перигее. В отличие от либрации изменение видимых размеров Луны не сказывается на ее наблюдениях.

Так как при восходе и заходе Солнца горы и другие неровности на поверхности Луны отбрасывают длинные тени, то лучше всего начать изучение Луны с наблюдения за прохождением терминатора по ее диску и появлением и исчезновением различных деталей лунного рельефа. О положении терминатора и условиях наблюдения ряда деталей лунной поверхности на любой день лунного месяца можно судить по фотографиям.

Детали поверхности, расположенные вблизи лимба, и в первую очередь области, видимость которых зависит от либрации, лучше всего наблюдать сразу до или после полнолуния; их изучение в новолунии затруднено. Следует иметь в виду, что некоторые детали, возможно, не всегда будут видны из-за либрации. Так как вследствие проекции детали на лимбе искажены, их довольно трудно узнать, и только многократные наблюдения помогут вам с уверенностью опознать их.

В настоящее время установлено, что темные лунные моря представляют собой районы, покрытые лавой. В ряде случаев (моря круглой формы, ограниченные кольцевыми горами) лавой залиты огромные кратеры, образовавшиеся при столкновении с Луной крупных метеоритов. Яркими примерами могут служить обширное Море Дождей (Маrе Imbrium) и несколько меньшие по размерам Море Ясности (Маrе Serenitatis) и Море Кризисов (Маrе Crisium). В качестве примеров других менее четко очерченных морей неправильной формы можно назвать Море Холода (Маrе Frigoris) и Море Паров (Маrе Vaporum). Океан Бурь, покрывающий площадь в 2 млн. км2, настолько огромен, что вполне оправдывает название океана. В Море Ясности, Океане Бурь и некоторых других морях имеются протяженные складчатые горные хребты. Подобные складчатые хребты видны и в Море Спокойствия (Маrе Tranquillitatis); именно здесь нога человека впервые ступила на поверхность Луны.

Среди самых заметных горных районов на Луне можно выделить области, окаймляющие крупные моря. Резко выделяются такие горные хребты, как Карпаты, Аппенины и Альпы (с заметной Альпийской Долиной), обрамляющие Море Дождей, а также хребты Кавказа, расположенного на границе Моря Ясности. Алтайский сброс — пример более старой горной формации, значительно разрушенной и покрытой более поздними наслоениями.

Наряду с горными хребтами на поверхности Луны есть и изолированные вершины: Пико (Pico) и Питон (Piton) в Море Дождей, невысокая вершина Рёмкера (Mons Rumker) в месте слияния Залива Росы (Sinus Roris) и Океана Бурь. При самых благоприятных условиях на Луне можно различить вулканические образования типа низких куполов, например, вблизи кратеров Араго (Arago) и Гортензий (Hortensius).

Столкновения Луны с метеоритами привели к образованию на ее поверхности множества кратеров самых разных размеров. К числу самых крупных кратеров относятся Птолемей (Ptolemaeus) и Шикард (Schickard), а гигантский кратер Бэйли (диаметром около 300 км) едва различим. Примерами сильно разрушенных кратеров могут служить Гиппарх (Hipparchus) и Фра Мауро (Fra Mauro).

У многих кратеров, например, таких, как Коперник (Copernicus) и Теофил (Theophilus), на внутренних стенках имеются террасы. Внутри некоторых кратеров возвышаются центральные горки; к подобным относятся кратеры Петавий (Petavius), Эратосфен (Eratosthenes), Коперник, Аристилл (Aristillus) и Теофил. Очень много небольших, довольно правильной формы (напоминающей чашу) кратеров; самые мелкие из них видны лишь на пределе видимости современных телескопов. На лунных плоскогорьях многие кратеры как бы наползают друг на друга, частично перекрываясь. Наиболее ярким примером таких кратеров является кратер Тебит (Thebit), на стене которого заметен небольшой четко очерченный кратер Тебит А.

На дне кратера Клавий (Clavius) и ряда других хорошо различимы цепочки небольших кратеров, а в кратере Альфонс заметны небольшие впадины с темными ореолами. У некоторых кратеров отчетливо видны специфические детали; по-видимому, наиболее известными образованиями такого рода следует считать темные полосы внутри кратера Аристарх.

Вторичные кратеры и лучи. При столкновении с поверхностью Луны крупный метеорит образует основной кратер, а некоторые из разлетевшихся осколков при падении дают начало вторичным, более мелким кратерам. Вторичные кратеры и обширные поля, засыпанные веществом, выброшенным при образовании кратера, хорошо видны в окрестностях многих кратеров; особенно заметны они в окрестностях кратеров Коперник и Бульялд (Bullialdus). Более мелкие куски вещества, выброшенные при образовании кратера, формируют системы слабых светлых лучей. Расходящиеся по всей поверхности Луны, эти лучи лучше видны в период полнолуния. Особенно четко выделяется система расходящихся светлых лучей кратера Тихо, который сам по себе представляет довольно необычную картину с центральной горкой и отчетливым окаймлением из темного вещества. Хорошо видны симметрично расходящиеся светлые лучи у кратеров Коперник, Кеплер и Аристарх, а, например, у кратера Прокл (Proclus) система лучей резко асимметрична. Кометоподобная пара кратеров Мессье и Мессье A (Messier), расположенная в Море Изобилия (Marie Fecun-ditatis), имеет всего один довольно рельефный светлый луч. Предполагается, что эта система кратеров образовалась при косом столкновении метеорного тела с лунной поверхностью, когда вещество было в основном выброшено в направлении движения метеорного тела.