地行段清球围绕太阳旋转，月球则围绕地球旋转。当地球与月球轨道平面相交时，月球每绕地球一周，就会有一次处于地球与太阳之间的位置。在这种情况下，月球的影子会落在地球上，地面上处于影子区域的人们就能观察到太阳被月球部分或全部遮住的现象，这就是日食。图1展示了日食形成的过程。在图中的实线表示太阳光直接照射到月球和地球的情况。从图1中我们可以看到，地面上的T区域的人们完全看不到太阳，他们只能看到太阳边缘之外的情况。他们观察到的现象称为日全食，而他们看到的月球影子区域称为本影。位于地球燃枝表面P区域的人们能看到太阳的上半部分或下半部分，他们看到的是日偏食，他们看到的月球影子为半影。
图2描述了另一种日食情况。由于地球和月球的轨道都是椭圆形的，所以月球到地球的距离以及它们到太阳的距离是不断变化的。当月球到地球的距离大于月球到本影锥顶端的距离时，如果发生了日食，就相当于图2所描述的情况。这时地面上的C区域的人们看不到太阳的中间部分，只能看到一个环形的太阳光，这种现象称为日环食。图2中的K代表本影锥顶点，从K点到月球的阴影部分称为本影，而从K点到地球表面由本影延伸线包围的阴影部分称为伪本影。如果日食发生时，地球表面正好位于K点附近，那么在日食期间可以看到日环食和日全食，这种现象称为全环食。
日全食的过程包括五个时期。（a）初亏：月影开始侵入太阳，即日食开始的时刻，此时为日偏食；（b）食既：月影刚刚完全遮住太阳，日全食开始，此时可以在太阳档前边缘看到一串亮点，这被称为贝利珠，它们是由于月球边缘不规则的山峰对阳光的散射形成的；（c）食甚：月影中心与太阳中心距离最近，此时太阳被遮蔽得最严密；（d）生光：月影刚好离开太阳，此时日全食结束，又开始出现日偏食，贝利珠在此时再次出现；（e）复圆：月影完全离开太阳，日食过程到此结束。一般而言，全食持续的时间最长为7分多钟，通常在2-3分钟。
