Коли при русі навколо Землі Місяць потрапляє в конус земної тіні, яку відкидає освітлюваний Сонцем земну кулю, відбувається повне місячне затемнення. Якщо ж в тінь Землі занурюється лише частину Місяця, то відбувається часткове затемнення.
Повне місячне затемнення може тривати приблизно 1,5 - 2 години (стільки часу, скільки потрібно Місяці. Щоб перетнути конус земної тіні). Його можна спостерігати з усього нічного півкулі Землі, де Місяць в Момент затемнення знаходиться над горизонтом. Тому в даній місцевості повні місячні затемнення вдається спостерігати значно частіше сонячних.
Під час повного місячного затемнення Місяця місячний диск залишається видимим, але він набуває зазвичай темно-червоний відтінок. Це явище пояснюється заломленням сонячних променів в земній атмосфері. Проходячи через земну атмосферу, сонячні промені розсіюються і переломлюються. Причому розсіювання в основному короткохвильове випромінювання (відповідне синього і блакитного ділянках спектра, чим і обумовлений блакитний колір нашого денного неба), а переломлюється довгохвильове (відповідне червоному ділянці спектра). Переломлюючи в земній атмосфері, довгохвильове сонячне випромінювання потрапляє в конус земної тіні і освітлює Місяць.
Легко здогадатися, що місячне затемнення відбувається, коли Місяць буває в повному місяці. Однак далеко не кожен місяць відбуваються місячні затемнення. Справа в тому, що площина, в якій Місяць рухається навколо Землі, нахилена до площини екліптики під кутом приблизно 5 # 63 ;. Найчастіше на рік буває два місячних затемнення. У 1982 році було три повних місячних (це максимально можливе число затемнень на рік).
Ще древні астрономи помітили, що через певний проміжок часу місячні і сонячні затемнення повторюються в певному порядку, цей проміжок часу називається Сарос. Існування Сарос пояснюється закономірностями, які спостерігаються в русі Місяця. Сарос становить 6585,35 діб (# 63;? 18 років 11дней). Протягом кожного місяця відбувається 28 місячних затемнень. Однак в даному місці землі місячні затемнення спостерігаються частіше, ніж сонячні, так як місячні видно з усього нічного півкулі Землі.
Знаючи тривалість Сарос, можна наближено передбачати час настання затемнень. В даний час розроблені дуже точні методи передбачення затемнень. Астрономи неодноразово допомагали історикам уточнювати дати історичних подій.
У минулому незвичайний вид Місяця і Сонця під час затемнень приводили в жах. Жерці, знаючи про повторюваності цих явищ, використовували їх для підпорядкування і залякування людей, приписуючи затемнення надприродним силам. Давно перестала бути таємницею причина затемнень. Спостереження затемнень дозволяють вченим одержувати важливі відомості про атмосферах Землі і Сонця, а також рух Місяця.