Айдың Жерді айнала ұйытқымаған қозғалыс орбитасы эллипс болып табылады, оның эксцентриситеті 0,055-ке тең, ал үлкен жарты осі 3844400км. Перигейде Жерден Айға дейінгі қашықтық орташадан 21000 км-ге аз, ал Апогейде дәл сондай шамаға көп болады.
Ай орбитасының жазықтығы эклиптика жазықтығына орта есеппен 5°09'-қа көлбеу орналасқан. Ай Жерді айнала батыстан шығысқа қозғалады, яғни Жер Күнді айналған сияқты. Айдың Жерді айналу периоды сидерлік немесе жұлдыздық ай деп аталады. Оның орташа ұзақтығы 27,32 орташа күн тәулігіне тең.
Айдың қозғалысын зерттеу өте қиын, себебі: 1.Ай қозғалысындағы ұйытқулар өте күшті; 2.Ай Жерге жақын, сондықтан қозғалысындағы ауытқулар анық көрінеді, ал оны ескеру керек болады. Ұйытқулар салдарынан Ай орбитасының элементтері үнемі өзгерісте болады. Ай орбитасының барлық элементтері периодты ұйытқуға ұшырайды. Сондықтан Айдың нақты қозғалысы өте күрделі және оны зерттеу аспан механикасының ең қиын есептерінің бірі.
Ал ғасырлық ұйытқуларға шығыс түйінінің бойлығы мен орбитасы периодтарының бойлығы ұшырайды. Ай Жерді айналғанда әрбір айналымындағы түйіндерінің орын ауыстыруы 1,5°-қа тең. Олай болса, Ай өзінің дәл бұрынғы орнына ешқашанда оралмайды. Бұл тек 18 жыл, 7 ай уақыт өткеннен кейін ғана, яғни түйіндер эклиптика бойымен толық бір айналым жасағанда ғана қайталанады.
