Час від часу Сонце, Місяць і Земля опиняються точно на одній лінії в просторі, що є причиною або сонячних або місячних затемнень.
Сонце затьмарюється, коли Місяць проходить точно між ним і Землею; місячна тінь падає на Землю, і в області тіні або частина, або все Сонце ховається з поля зору. Місячні затемнення відбуваються, коли Земля опиняється між Місяцем і Сонцем; тоді Місяць може увійти в земну тінь і стати невидимою.
Якби Місяць оберталася навколо Землі в тій же площині, в якій Земля обертається навколо Сонця, сонячні затемнення траплялися б з кожним молодиком, а місячні затемнення - при кожному повному місяці. Але площину орбіти Місяця нахилена на кут 5 ° до площини орбіти Землі, цього ледве достатньо для того, щоб зрідка все три тіла шикувалися в одну лінію. Тільки в тих випадках, коли Місяць перетинає орбіту Землі під час молодика або повного місяця, затемнення все-таки трапляється.
З наукової точки зору повні затемнення Сонця незрівнянно більш важливі. При повному сонячному затемненні Місяць повністю закриває блискучий диск Сонця, дозволяючи тим самим астрономам спостерігати слабке зовнішнє гало сонячного газу - корону. Щоб побачити повне сонячне затемнення, ми повинні перебувати в самій темній центральній частині місячної тіні, або, як її ще називають, повної тіні, у міру того як вона охоплює Землю. Смуга повного затемнення зазвичай не перевищує кількох сотень кілометрів в ширину, але зовні знаходиться більш велика область, в якій відбувається часткове затемнення. Астрономи подорожують по земній кулі в гонитві за тими кількома дорогоцінними моментами, які надає їм повне затемнення. Повне затемнення Сонця може тривати максимум 7 хвилин 31 секунду, але зазвичай його тривалість не перевищує 2-4 хвилини.
Повні сонячні затемнення демонструють одне з найчудовіших збігів в природі: Сонце і Місяць мають фактично однаковий видимий розмір на небосхилі. Це випливає з того, що Місяць, хоча і в 400 разів менше, ніж Сонце, також в 400 разів ближче до нас. Правда, іноді Місяць опиняється в самій далекій від нас точці своєї еліптичної орбіти, тоді вона здається дуже маленькою, щоб приховати Сонце повністю, і навколо затемненого диска Сонця залишається кільце сяючого сонячного світла. Така подія називається кільцеподібним затемненням. Приватні і кільцеподібні затемнення мають значення тільки для любителів астрономії; вони не уявляють такий же наукової цінності, як повні затемнення.
Приблизно за 20 хвилин до повного затемнення, коли диск Сонця закритий вже на дві третини, небо починає помітно сутеніти. Похмурий морок огортає навколишній пейзаж; тварини поводяться так, ніби настає ніч. Саме повне затемнення починається, коли остання серповидная вузька смуга сонячного світла ховається за Місяцем. В останні секунди відблиски сонячного світла спалахують між горами на нерівному краю Місяця, створюючи чіткі Бейлі, названі на честь англійського астронома Френсіса Бейлі, який описав їх після затемнення 1836 р Часто одна намистинка світить яскравіше інших, створюючи ефект діамантового кільця.
Потім відбувається другий контакт: Місяць повністю закриває Сонце, і в поле зору виникає корона перлового кольору. У цей момент цілком безпечно дивитися на Сонце без всяких захисних пристосувань. Пір'я і промені корони простягаються в космос від полярних і екваторіальній областей Сонця на кілька сонячних діаметрів. Навколо темного контуру Місяця можна побачити рожево-червоні протуберанці, схожі на що виходять з сонячної хромосфери петлі. На піднебінні, що потемніло видно яскраві зірки. Але все надто швидкоплинно, чудовий спектакль закінчується. Діамантове кільце миттєво зникає при третьому контакті, сповіщаючи про кінець повного затемнення. Настає четвертий контакт, і Місяць повністю відкриває Сонце. Затемнення закінчилося.
Затемнення Місяця - набагато менш ефектне видовище. Місяці потрібно кілька годин, щоб повністю пройти через внутрішню частину земної тіні, повну тінь. Зовнішня частина тіні, півтінь, настільки світла, що створює ледь помітне потемніння місячної поверхні.