Trả lời ngắn gọn: Mặt Trăng vẫn phản xạ ánh sáng Mặt Trời vào ban ngày; khi nó ở phía trên đường chân trời và góc cách Mặt Trời đủ lớn, độ sáng của nó có thể nổi bật trên nền trời xanh nên mắt thường nhìn thấy được.
Mặt Trăng không chỉ xuất hiện vào ban đêm
Mặt Trăng quay quanh Trái Đất nên thời điểm mọc và lặn thay đổi mỗi ngày. Tùy pha, nó có thể ở trên bầu trời nhiều giờ vào ban ngày.
Quanh thượng huyền, Mặt Trăng thường mọc gần buổi trưa và còn thấy vào chiều; quanh hạ huyền, nó có thể vẫn thấy vào buổi sáng.
Vì sao nền trời sáng mà vẫn thấy?
Bầu trời ban ngày sáng do ánh sáng Mặt Trời bị tán xạ trong khí quyển. Tuy nhiên Mặt Trăng là vật thể tương đối sáng và có kích thước góc lớn.
Khả năng nhìn thấy còn phụ thuộc độ trong của khí quyển, độ cao của Mặt Trăng và khoảng cách góc với Mặt Trời.
Pha Mặt Trăng quyết định thời gian quan sát
Pha Mặt Trăng là phần nửa được Mặt Trời chiếu sáng mà ta nhìn thấy từ Trái Đất thay đổi theo vị trí quỹ đạo; không phải do bóng Trái Đất che, trừ khi xảy ra nguyệt thực.
Chỉ cần tra thời gian mọc, lặn và pha Mặt Trăng tại địa phương là có thể chọn thời điểm quan sát Mặt Trăng ban ngày.
Khi nào dễ quan sát nhất?
Mặt Trăng ban ngày thường dễ thấy khi nó ở cao trên bầu trời và không nằm quá gần Mặt Trời. Giai đoạn vài ngày quanh thượng huyền thuận lợi vào buổi chiều; vài ngày quanh hạ huyền thuận lợi vào buổi sáng.
Không nên dùng ống nhòm hoặc kính thiên văn quét gần Mặt Trời nếu không có thiết bị và kỹ năng phù hợp, vì vô tình nhìn trực tiếp Mặt Trời qua dụng cụ quang học có thể gây tổn thương mắt.