日食就是太阳、月球、地球三个球体正好排成一条直线的时候发生的自然现象。这时候月球挡住太阳光，把影子投到地球上，地面就会变暗。分三种类型：月全食是整个月球完全挡住太阳；月偏食是月球只挡住太阳部分；日全食是太阳完全被月球挡住，但这种情况全球可见范围很小，每年大概只有几十万人能亲眼看到。

日食发生是因为月球绕地球公转的轨道（白道）和地球绕太阳公转的轨道（黄道）有约5度的倾斜角。当月球正好在黄道和白道交点附近时，三个天体才能排成直线。月球轨道偏心率为0.055，所以有时候离地球近（近地点约363000公里），日全食时间最短只要15分钟；有时候离地球远（远地点约405000公里），日全食时间最长达74分钟。全球可见范围受地球自转影响，每次日全食最多覆盖约1000万平方公里，相当于中国版图的四分之一。比如前年4月20日的日环食，北美洲中部和墨西哥北部约1.3亿人能看见，但只有0.8%区域看到日全食核心区。