Thường thì chúng ta không thể thấy Mặt trăng lẫn các vì sao vào ban ngày. Tuy vậy vẫn có những ngày bạn lại nhìn thấy Mặt trăng "tha thẩn" trên nền trời cùng lúc với mặt trời.
Mặt trăng xuất hiện vào ban ngày cũng nhiều như vào ban đêm. Chỉ có điều ban ngày mặt trời sáng hơn tất cả mọi thứ, sáng đến nỗi chúng ta không thể nhận ra mặt trăng ngay cả khi nó đang xuất hiện. Tuy vậy, vào ban đêm chị Hằng là thứ sáng nhất trên bầu trời.
Do mặt trăng di chuyển quanh trái đất trong một tháng, nên nó có mặt ở mọi vị trí trên bầu trời suốt 24 giờ. Diện tích bề mặt mặt trăng được nhìn thấy phụ thuộc vào tuần trăng, hay vào diện tích mà nó được ánh mặt trời chiếu tới tại một thời điểm nhất định.
Ban ngày trời sáng vì bầu khí quyển tán xạ ánh mặt trời, nhưng mặt trăng đủ gần và đủ to để phản chiếu đủ ánh mặt trời nên nó sáng hơn bầu trời xung quanh. Vì thế ta vẫn thấy mặt trăng. Song điều này không đúng với các vì sao.
Tuy vậy, một nhà du hành trên mặt trăng thậm chí vẫn có thể nhìn thấy các vì sao khi mặt trời đang mọc, bởi vì mặt trăng không có bầu khí quyển để phân tán ánh mặt trời và làm sáng loá bầu trời ban ngày.
Hình dạng Mặt trăng khi thơ thẩn trên bầu trời tùy thuộc vào góc mà 
Xét một phần chu kỳ trăng quay quanh Trái đất cho trước, ví dụ khoảng thời gian trăng tròn, vì trên bầu trời Mặt trăng nằm đối diện mặt trời nên ta sẽ thấy Mặt trăng mọc khi mặt trời lặn.
Do vậy, vào mỗi dịp trăng tròn, bộ ba mặt trời, Mặt trăng và Trái đất cùng xếp thẳng hàng theo hướng mà chúng ta có thể thấy được cảnh tượng mặt trời lặn (sunset) và Mặt trăng mọc (moonrise) cùng một lúc.
Tuy nhiên, sau pha trăng tròn, mỗi ngày trôi qua, Mặt trăng sẽ ở gần mặt trời hơn cho đến khi nó ở vị trí rất gần hành tinh lớn nhất trong Thái Dương hệ (khoảng thời gian của một Mặt trăng mới), mọc và lặn gần như cùng lúc với Thái Dương Tinh.
Kết quả là bạn sẽ ít thấy Mặt trăng vào ban đêm hơn mà lại thấy nó nhiều hơn vào ban ngày.
Và bởi vì Trái đất liên tục tự quay, Mặt trăng sẽ "hiển thị" phía trên đường chân trời khoảng 12 tiếng trên tổng số 24 giờ của một ngày. Vào một số ngày, 12 tiếng này lại trùng khớp với 12 tiếng ở phía trên đường chân trời của mặt trời. Và thế là điều bất ngờ xảy ra: chúng ta có thể ngắm trăng trong cả ban ngày.
Vi sao co hien tuong mat trang “tha than tren troi” vao ban ngay?-Hinh-11
Vào lúc đó, Mặt trăng lại bắt đầu di chuyển ra xa mặt trời cho tới khi nó trở lại pha trăng tròn và chu kỳ ở trên được lặp lại.
Vi sao co hien tuong mat trang “tha than tren troi” vao ban ngay?-Hinh-12
Một điều thú vị nữa là chúng ta có thể thấy Mặt trăng ban ngày gần như mỗi ngày (chỉ trừ những ngày gần tới pha trăng mới) nhưng để phát hiện ra nó thì bạn cần phải quan sát bầu trời một cách cẩn thận. Đó là lý do vì sao hầu hết những người quan sát nghiệp dư thường khó thấy được cảnh tượng nêu trên.

Theo Thiên Trang (Kienthuc.net.vn)