Une lune bleue est une pleine lune « supplémentaire » qui se produit lorsqu'une année comporte 13 pleines lunes, au lieu de 12 lors d'une année habituelle.
Le terme de « lune bleue » est un décalque de l'expression anglaise « blue moon ». L'origine de cette expression n'est pas connue. Son plus ancien usage attesté se trouve dans un pamphlet de 1528 attaquant violemment le clergé britannique intitulé Rede Me and Be Not Wrothe : « Yf they say the mone is belewe / We must believe that it is true » (« s'ils prétendent que la lune est bleue, nous devons croire que c'est vrai »).
Le terme se retrouve dans l'expression anglaise « once in a blue moon », qui correspond à l'expression française « tous les trente-six du mois » et désigne quelque chose qui survient très rarement.
La durée entre deux pleines lunes consécutives est de 29,5 jours. Pendant une année non bissextile, il se produit donc en général 12 pleines lunes, approximativement une par mois, mais une année calendaire contient environ 11 jours de plus qu'un cycle lunaire de 12 lunaisons. Ces jours additionnels s'accumulent et une pleine lune additionnelle se produit tous les deux ou trois ans (7 fois lors du cycle métonique de 19 ans).
Entre 2009 et 2016, les lunes bleues suivantes se produiront :
Février ne comportant que 28 jours lors d'une année non bissextile, il peut arriver qu'il ne se produise aucune pleine lune pendant ce mois. Il est donc possible de rencontrer une année avec 13 pleines lunes sans aucune en février, c'est-à-dire que deux mois de l'année possèdent deux pleines lunes. Une telle « double lune bleue » se produit en janvier et mars, en janvier et avril, ou en janvier et mai, environ quatre fois par siècle. Le phénomène s'est produit en en 1961 et en 1999 (pleines lunes des 2 et 31 janvier, et des 2 et 31 mars) ; il se reproduira en 2018. Il est également possible qu'un mois de février ne possède aucune pleine Lune, mais que la lune bleue précédente ne se produise pas en janvier, mais en décembre de l'année précédente.
Suivant les interprétations, la lune bleue désigne des pleines lunes différentes :