Trăng xanh (tên tiếng Anh: blue moon) thực chất là kỳ trăng tròn "dư thừa" trong một tháng hoặc một mùa. Theo văn hóa dân gian Tây phương, một năm có 12 lần trăng tròn, tương ứng với 12 tháng trong năm. Khi một tháng xuất hiện đến 2 lần trăng tròn, kỳ thứ hai đích thị là trăng xanh.
Tương tự như trên, mỗi mùa trong năm thường có 3 lần trăng tròn, nhưng nếu năm nào đó một mùa có đến 4 kỳ mãn nguyệt, bất kể xuân hạ thu đông, người ta đều dùng khái niệm "trăng xanh" để chỉ kỳ trăng tròn thứ 3.
Mức độ hiếm gặp của trăng xanh là chuyện không cần bàn cãi, người phương Tây thậm chí còn dùng thành ngữ "once in a blue moon" để chỉ những việc họa hoằn lắm mới xảy ra.
Quỹ đạo của Mặt Trăng xoay quanh Trái Đất kéo dài 29,5 ngày, trong khi đó một tháng dương lịch thường có 30 - 31 ngày (trừ tháng 2). Do vậy, mỗi năm đều dư ra khoảng 11 ngày, tức là trung bình cứ 2,5 năm thì hiện tượng trăng xanh sẽ xuất hiện một lần. Tuy nhiên, muốn chờ được khoảnh khắc trăng xanh thắp sáng bầu trời đúng đêm Halloween vào lần tới, chúng ta sẽ phải đợi thêm 19 năm.
Lần cuối cùng cả thế giới được dịp ngắm trăng xanh đúng đêm Halloween là vào năm 1944, cách đây 76 năm. Năm 1955, hiện tượng thiên văn kỳ thú này lại xuất hiện lần nữa, trừ khu vực Tây Bắc Mỹ và Tây Thái Bình Dương. Năm nay, thế giới nghênh đón Trăng mùa thu hoạch (Harvest Moon) vào ngày 1/10. Tiếp nối hiện tượng này, trăng xanh sẽ lộ diện vào ngày cuối cùng của tháng, tức 31/10.
Tuy nhiên, định nghĩa theo mùa mới được xem là chính xác khi nói đến trăng xanh. Ý tưởng dùng khái niệm trên để chỉ lần trăng tròn thứ 2 trong một tháng được khởi xướng bởi nhà thiên văn học James Hugh Pruett.
Trong bài viết trên tạp chí Sky and Telescope năm 1946, ông từng đề cập đến Niên Giám Nông Dân từ năm 1937 (hay còn gọi là Maine Farmer’s Almanac), nhưng lại tính sai quy luật xuất hiện trăng xanh theo mùa. Bất ngờ thay, định nghĩa sai lệch của Pruett lại được phổ biến rộng rãi vì đơn giản hơn nhiều so với bản gốc.
Ai cũng luôn miệng gọi "trăng xanh", nhưng thực tế Mặt Trăng có chuyển màu xanh không? Câu trả lời là không. Đó chỉ là chiêu trò "giật gân" để thu hút sự chú ý của dư luận. NASA khẳng định kỳ trăng tròn "dư" này chẳng mảy may ảnh hưởng đến đặc tính vật lý của chính bản thân Mặt Trăng, do đó, ý tưởng "trăng xanh nhất định phải màu xanh" là hoàn toàn sai lầm. Mặt Trăng không thực sự phát ánh sáng xanh trong thời gian này, thậm chí còn có thể mang màu đỏ nhạt.
Dĩ nhiên, vẫn có trường hợp Mặt Trăng chuyển màu xanh, nhưng đó là do phân tử trong khói bụi khiến cho ánh sáng đỏ và vàng bị tán xạ, làm ánh trăng nhuộm sắc xanh lam. Hiện tượng này thường xảy ra do núi lửa phun trào, cháy rừng hoặc bão bụi. Chỉ vào lúc đó, hạt phân tử lớn cỡ 1 micron mới có thể chạm tới tầng trên của bầu khí quyển Trái Đất.
Chu kỳ trăng xanh theo tháng sắp tới sẽ rơi vào ngày 30/8/2023. Trong khi đó, trăng xanh xuất hiện đúng đêm giao thừa là hiện tượng đã xảy ra vào năm 2010 và sẽ tiếp tục lặp lại vào năm 2028. Trăng xanh theo mùa sẽ lộ diện vào ngày 22/8/2021.