Освещение Луны Солнцем не совпадает с положением Солнца по нескольким причинам:

• Оптическая иллюзия. 45 Солнце находится далеко, а Луна — близко, что создаёт впечатление, что освещение не соответствует расположению источника света. 4
• Особенности восприятия объектов относительно горизонта. 5 Наблюдателю кажется, что солнце должно светить по прямой, проведённой между ним и Луной, но на самом деле свет распространяется прямолинейно. 2
• Соотношение расстояний между источником света и отражающим объектом. 2 Чем больше соотношение, тем больше будет эффект неправильного освещения. 2

Также на смену фаз Луны влияют перемены в условиях освещения Солнцем тёмного шара Луны при её движении по орбите. 1 С изменением взаимного расположения Земли, Луны и Солнца терминатор (граница между освещённой и неосвещённой частями диска Луны) перемещается, что вызывает изменение очертаний видимой части Луны. 1