Zon en maan zijn aan de hemel vrijwel exact even groot. Hun schijnbare middellijn bedraagt een halve graad. Toch is de middellijn van de zon in werkelijkheid vierhonderd maal zo groot als de ware middellijn van de maan. Toevalligerwijs staat de zon echter ook ongeveer vierhonderd keer zo ver van de aarde als de maan. Daardoor zien wij de twee hemellichamen onder dezelfde hoek.
Dat zon en maan dezelfde schijnbare middellijn hebben, is het best te zien tijdens een totale zonsverduistering. Bij een totale zonsverduistering schuift de maan (gezien vanaf de aarde) precies voor de zon langs, zodat het heldere zonsoppervlak wordt afgedekt. Wanneer de maan slechts een deel van de zonneschijf bedekt, spreken we van een gedeeltelijke zonsverduistering.
Zonsverduisteringen kunnen alleen optreden wanneer de maan vrijwel exact in dezelfde richting staat als de zon, dus alleen tijdens Nieuwe Maan. Toch is er niet bij elke Nieuwe Maan een zonsverduistering. Meestal beweegt de maan vanaf de aarde gezien iets boven of onder de zon langs.
Zonsverduisteringen zijn minder zeldzaam dan weleens wordt gedacht. Per kalenderjaar treden er minimaal twee (en maximaal vijf) op. De meeste daarvan zijn kortdurende gedeeltelijke verduisteringen, maar af en toe zit er ook een fraaie totale zonsverduistering tussen met een duur van vijf tot zeven minuten.
Dat zonsverduisteringen zo zeldzaam lijken, komt doordat ze slechts vanuit een klein gebied op aarde zichtbaar zijn. Je moet je dus op het juiste moment op de juiste plaats bevinden. De laatste totale zonsverduistering die in Centraal Europa plaatsvond was die van 11 augustus 1999. De eerstvolgende totale zonsverduistering op Nederlands grondgebied vindt pas plaats in oktober 2135.
Een bijzonder type zonsverduistering is de ringvormige eclips (eclips is een ander woord voor verduistering). Een ringvormige eclips treedt op wanneer de maan wat verder weg staat dan gemiddeld, terwijl de afstand tot de zon juist wat kleiner is dan gemiddeld. De schijnbare middellijn van de zon is dan groter dan de schijnbare middellijn van de maan, en tijdens het maximum van de verduistering blijft er rondom het donkere maansilhouet een heldere ring van licht over.
Totale zonsverduisteringen behoren tot de meest indrukwekkende natuurverschijnselen die er bestaan. Maar ook een totale maansverduistering is een spectaculair schouwspel. Bij een maansverduistering staan zon, aarde en maan op één lijn, en valt de schaduw van de aarde op de maan. (Bij een zonsverduistering is het juist de schaduw van de maan die op de aarde valt!) Maansverduisteringen kunnen alleen optreden wanneer de maan tegenover de zon aan de hemel staat, dus tijdens Volle Maan. En opnieuw is er niet elke Volle Maan een maansverduistering, omdat de Volle Maan vaak boven of onder de schaduwkegel van de aarde langs beweegt.
Bij een maansverduistering valt er geen (direct) zonlicht meer op de maan. Aangezien de maan zelf geen licht geeft, zou je verwachten dat de maan dan helemaal niet meer zichtbaar is. Toch is hij ook tijdens het maximum van een totale maansverduistering nog steeds te zien. Hij hult zich dan in een spookachtige, donkerrode gloed.
Het rode licht van een totale maansverduistering is zonlicht dat door de dampkring van de aarde wordt afgebogen, en op die manier in de schaduwkegel van de aarde terecht komt. Een denkbeeldige waarnemer op de maan zou de aarde voor de zon langs zien bewegen, en op het moment dat de zon volledig door de aarde ‘bedekt’ is, zou hij de dampkring van de aarde zien als een rode ring rond het nachtelijk halfrond van onze planeet. Het is in zekere zin dezelfde rode kleur die wij ’s avonds na zonsondergang in de lucht zien: ook dan zien we afgebogen zonlicht.
Maansverduisteringen komen minder vaak voor dan zonsverduisteringen, maar daar staat tegenover dat ze vanaf de gehele nachthelft van de aarde te zien zijn: het verschijnsel speelt zich immers niet op aarde af, maar op de maan, en iedereen die de verduisterde maan aan de hemel ziet staan, is getuige van het schouwspel. Bovendien duurt een totale maansverduistering veel langer dan een totale zonsverduistering: meestal meer dan een uur.
Door het waarnemen van maansverduisteringen wisten de oude Grieken overigens al dat de aarde een bol moet zijn. De schaduw van de aarde op de maan is namelijk altijd rond, en een bol is de enige vorm die altijd een ronde schaduw heeft.