Mặt Trăng
Hệ Trái Đất - Mặt Trăng > Thủy triều

Theo định luật vạn vật hấp dẫn, lực hấp dẫn giữa hai vật thể giảm dần theo bình phương khoảng cách giữa chúng.tr.630 Do vậy, với hệ hai thiên thể ở cạnh nhau, phần bề mặt trên thiên thể này nằm gần thiên thể kia hơn sẽ chịu lực hút mạnh hơn một chút so với phần nằm xa.tr.661 Chênh lệch lực hút này tạo ra lực thủy triều.tr.661 Đối với hệ Trái Đất – Mặt Trăng, lực thủy triều bóp méo cả Trái Đất và Mặt Trăng, gây ra nhiều hiệu ứng quan sát được.tr.665
Nếu Mặt Trăng từng tự quay quanh trục của nó với tốc độ nhanh hơn hoặc chậm hơn tốc độ hiện tại, lực thủy triều làm tốc độ này thay đổi dần cho đến khi chu kỳ tự quay đúng bằng chu kỳ quỹ đạo quanh Trái Đất, khiến Mặt Trăng luôn hướng một mặt về Trái Đất – được gọi là bị khóa đồng bộ (hay khóa thủy triều, đồng bộ thủy triều).tr.665tr.426-432 Nguyên nhân là lực thủy triều bởi Trái Đất làm biến dạng Mặt Trăng liên tục nếu nó vẫn còn quay so với phương nối đến Trái Đất, gây nên ma sát trong lòng Mặt Trăng tiêu hao năng lượng quay này, tạo thành mômen lực cản. Qua thời gian cỡ hàng ngàn năm, trong hệ quy chiếu gắn với phương nối đến Trái Đất, động năng quay của Mặt Trăng biến mất vì đã chuyển hóa hết thành nhiệt năng, Mặt Trăng không còn chuyển động quay so với phương nối đến Trái Đất và luôn có một mặt hướng về Trái Đất. Ở trạng thái khóa thủy triều cân bằng bền, thế năng Mặt Trăng nhỏ nhất và Mặt Trăng chỉ có thể nằm theo một trong hai tư thế cố định đối xứng nhau qua tâm. Ngày nay Mặt Trăng ở tư thế với khối tâm nằm cách tâm hình học khoảng 1,8 km về phía gần Trái Đất hơn. Vào năm 2016, các nhà khoa học hành tinh sử dụng dữ liệu thu thập bởi vệ tinh Lunar Prospector từ năm 1998 và phát hiện hai vùng giàu hydro (khả năng năng cao từng là các vùng có nước đá) trên hai mặt đối diện của Mặt Trăng. Có thể hai mảng này là hai cực của Mặt Trăng cách đây hàng tỉ năm trước, ở tư thế khóa thủy triều cân bằng bền với phân bổ khối lượng trong lòng Mặt Trăng khác hiện nay.
Mặt Trăng cũng tạo ra lực thủy triều trên Trái Đất, tác động lên cả đại dương và lớp vỏ đất đá của Trái Đất.tr.125 Hiệu ứng rõ rệt nhất là làm đại dương lý tưởng, nếu không có lục địa, sẽ nằm cân bằng ở hình dạng ellipsoid với hai "bướu" nhô lên khoảng một mét, một bướu nằm gần Mặt Trăng, và bướu kia nằm đối diện.tr.125-126 Trên thực tế, do Trái Đất tự quay trong trường lực thủy triều, đại dương không bao giờ kịp đạt hình dạng cân bằng vì giới hạn của tốc độ sóng và sự cản trở bởi nhiều yếu tố.tr.8 Lực trủy triều và chuyển động quay của Trái Đất tạo ra những sóng thủy triều với bước sóng hàng nghìn cây số, đỉnh sóng ứng với triều dâng và đáy sóng ứng với triều hạ.tr.1-2 Thành phần của sóng này gây bởi Mặt Trăng biến đổi theo chu kỳ 12,42 giờ, đúng bằng một nửa chu kỳ quay của một điểm bất kỳ trên bề mặt Trái Đất so với Mặt Trăng.tr.40 Mặt Trời cũng gây ra hiện tượng thủy triều trên Trái Đất, nhưng lực thủy triều của Mặt Trời chỉ bằng khoảng một nửa so với Mặt Trăng.tr.665 Tổng hợp tác động của lực thủy triều Mặt Trăng và Mặt Trời làm thay đổi phạm vi thủy triều với chu kỳ tuần hoàn khoảng hai tuần.tr.127 Phạm vi thủy triều ở từng nơi còn phụ thuộc địa hình biển, ma sát giữa đại dương với đáy biển, độ nhớt biển, nhiễu loạn dòng chảy, và cả các điều kiện khí tượng.tr.2
Lực thủy triều cũng gây ra các "bướu" ở phần lõi và vỏ đất đá của Trái Đất, với phạm vi chỉ khoảng 20 cm.tr.125-127 Khác với đại dương, nơi mà lực thủy triều gây ra chuyển động của các khối chất lỏng,tr.125-127 phần lõi và vỏ đất đá của Trái Đất bị nhào bóp một cách đàn hồi và dẻo dưới tác động của lực thủy triều. Ma sát trong các khối đại dương chuyển động dưới lực thủy triều, và ở mức độ nhỏ hơn là ma sát trong chuyển động dẻo của lõi đất đá, làm tiêu tán dần năng lượng tự quay của Trái Đất, khiến ngày Trái Đất dài thêm khoảng 0,002 giây sau mỗi thế kỷ.tr.128 Một nghiên cứu vào năm 2016 gợi ý về khả năng lực thủy triều đã giúp duy trì từ trường Trái Đất, do động năng và thế năng của hệ Trái Đất-Mặt Trăng-Mặt Trời đã chuyển hóa thành nhiệt năng và động năng ở lõi Trái Đất bởi sự nhào bóp của thủy triều, làm ổn định nhiệt độ cao và khả năng sinh ra từ trường của lõi. Do bảo toàn mô men động lượng trong hệ Trái Đất – Mặt Trăng, phần mô men động lượng mất đi ở chuyển động tự quay của Trái Đất được chuyển hóa sang mô men động lượng của Mặt Trăng, làm quỹ đạo Mặt Trăng tăng dần độ cao với tốc độ quỹ đạo giảm dần.tr.128 Thí nghiệm đo khoảng cách Mặt Trăng bằng cách chiếu laser lên các tấm hồi phản được chương trình Apollo lắp đặt trên bề mặt Mặt Trăng cho thấy khoảng cách tới Mặt Trăng tăng với tốc độ 38 mm mỗi năm (cỡ tốc độ mọc của móng tay người).tr.128tr.2
Nếu quá trình này tiếp tục diễn ra, chu kỳ tự quay của Trái Đất sẽ dài ra đến khi bằng với chu kỳ quỹ đạo của chuyển động quay quanh nhau của hệ Trái Đất – Mặt Trăng, tạo ra khóa thủy triều ở cả hai thiên thể.tr.128 Khi đó Mặt Trăng sẽ đứng yên tại một kinh tuyến, như một vệ tinh địa tĩnh, giống như trường hợp của Pluto và Charon hiện nay.tr.128 Tuy nhiên, trong tương lai, Mặt Trời sẽ trở thành một sao đỏ khổng lồ và sẽ nuốt chửng hệ Trái Đất – Mặt Trăng trước khi hiện tượng khóa thủy triều ở cả hai thiên thể này xảy ra.
Hiện tại, Mặt Trăng vẫn chịu tác động nhỏ của lực thủy triều gây ra bởi Trái Đất và Mặt Trời. Phạm vi thủy triều trên Mặt Trăng là 10 cm và biến đổi chủ yếu theo chu kỳ 27 ngày, với hai thành phần: thành phần theo phương hướng đến Trái Đất và gây ra bởi Trái Đất, vì Mặt Trăng đã bị khóa thủy triều trong quỹ đạo đồng bộ, và thành phần nhỏ hơn gây bởi Mặt Trời. Thành phần gây bởi Trái Đất là do sự bình động của Mặt Trăng, vì quỹ đạo của Mặt Trăng có độ lệch tâm.tr.166-170 Nếu quỹ đạo của Mặt Trăng tròn hoàn hảo thì chỉ có thành phần lực thủy triều gây ra bởi Mặt Trời.tr.166-170 Thành phần gây bởi Mặt Trời là nhỏ và biến đổi theo một số chu kỳ khác nữa, như chu kỳ 2 tuần, 1 tháng, 7 tháng, 1 năm, 6 năm, 18,6 năm. Ứng suất tích lũy từ các lực thủy triều gây ra các đợt động đất ở sâu trong lòng Mặt Trăng, đo được bởi các địa chấn kế mà chương trình Apollo đặt trên Mặt Trăng. Động đất Mặt Trăng ít xảy ra hơn, có cường độ yếu hơn so với động đất trên Trái Đất, nhưng có thể kéo dài hàng giờ, do không có thủy quyển hấp thụ. Ngoài động đất sâu do thủy triều, xảy ra theo các đợt với chu kỳ 27 ngày, còn có động đất nông ở các vùng địa chất yếu gần vỏ và động đất do va chạm với thiên thạch, xảy ra ngẫu nhiên theo thời gian.