El sol, la Tierra y la luna se combinan de manera maravillosa, dándonos fenómenos astronómicos espectaculares como los eclipses de sol y de luna. En la antigüedad, cuando ocurrían eclipses de sol o de luna, las personas se paniqueaban o se desorientaban, creyendo que estos presagiaban desastres. Más tarde, se descubrió que los eclipses de sol y de luna son fenómenos astronómicos regulares.
Cuando la luna se desplaza entre la Tierra y el Sol, bloquea la luz solar, creando sombras. Estas sombras se dividen en tres tipos: la umbra, la penumbra y la antumbra. En la umbra, el sol queda completamente oculto y observamos un eclipse total de sol; en la penumbra, solo una parte de la luz solar es bloqueada, por lo que vemos un eclipse parcial de sol; y en la antumbra, el centro del sol queda oculto, pero la luz que proviene de los bordes del sol no es bloqueada, por lo que vemos un eclipse anular de sol. Cuando ocurre un eclipse de sol, la sombra de la luna atraviesa la superficie de la Tierra formando una banda de eclipse, y las personas que se encuentran dentro de esta banda pueden observar el eclipse en diferentes momentos. Hay un tipo de eclipse de sol muy especial, llamado eclipse anular de sol. Cuando ocurre este tipo de eclipse, en algunas zonas de la banda de eclipse se puede observar un eclipse total de sol, mientras que en otras zonas las personas observan un eclipse anular de sol. China fue uno de los primeros países del mundo en observar y registrar eclipses de sol, y los primeros registros de eclipses de sol se remontan a hace más de 4000 años.
De manera similar, cuando la Tierra se desplaza entre la luna y el sol, la luna entra en la sombra de la Tierra, lo que da lugar a eclipses de luna. Los eclipses de luna se dividen en eclipse parcial, eclipse total y eclipse penumbral. Debido a que la proyección de la Tierra es mucho más grande que el diámetro angular de la luna, no existen eclipses anulares de luna. El fenómeno más hermoso de los eclipses de luna es el eclipse total de luna, que ocurre cuando la luna entra completamente en la umbra de la Tierra. Durante un eclipse total de luna, toda la luna adquiere un color cobrizo, lo que la hace especialmente hermosa contra el fondo del cielo estrellado. Antes y después de un eclipse total de luna, también se producen eclipses parciales de luna. El eclipse parcial de luna ocurre cuando la luna entra parcialmente en la umbra de la Tierra. Durante un eclipse penumbral de luna, la luminosidad de la superficie de la luna no cambia mucho y pasa desapercibida para la mayoría de las personas.
Aunque los eclipses de sol y de luna ocurren de manera diferente cada año, después de muchos años de observación, registro y cálculo, los humanos han podido resumir las leyes de los eclipses de sol y de luna. Hace más de 2000 años, los babilonios descubrieron el «Ciclo de Saros», que dura aproximadamente 6585.32 días, o alrededor de 18 años y 11 días. «Saros» es la palabra latina para «repetición», ya que después de cada ciclo de Saros, la luna vuelve a la misma posición relativa con respecto a la Tierra y al sol. Esto significa que si ocurre un eclipse de sol o de luna en un momento dado, después de un ciclo de Saros, el mismo eclipse volverá a ocurrir. Sin embargo, el ciclo de Saros tiene un «resto» de 0,32 días, por lo que si un lugar experimenta un eclipse de sol o de luna, el siguiente eclipse no ocurrirá en el mismo lugar hasta después de tres ciclos de Saros, o aproximadamente 54 años más tarde. El ciclo de Saros en realidad es un múltiplo de tres ciclos de la luna: el ciclo sinódico (fases de la luna), el ciclo lunar (cuando la luna vuelve a la misma posición en la órbita de la Tierra) y el ciclo perigéico (cuando la luna vuelve a su punto más cercano a la Tierra). En la dinastía Han de China, también se descubrió un ciclo de eclipses de sol y de luna, llamado «Ciclo de los Tres Grandes Años», que duraba 3986,62965 días, lo que equivale a aproximadamente 146,5 ciclos lunares. Hoy en día, los científicos pueden calcular con mucha más precisión cuándo y dónde se pueden observar diferentes tipos de eclipses de sol o de luna. Esto es incluso más preciso que los relojes que usamos.