地球和月亮都是一個有形的實體,太陽光照在月亮上,就必然在它們的背後形成一個圓錐形的陰影。如果是月亮的影錐掃過地球,就會形成日全食、日環食或日偏食。如果是地球的影錐掃過月亮,就會形成月全食或月偏食。這是現代天文學對日月食成因做出的解釋。

中國古人在上千年探索中,也在苦苦地尋找著日月食究竟是怎樣發生的答案。早在西漢劉向所著的《五經通義》中就有:「日蝕者,月往蔽之」,意思是說,之所以發生日食是因為月亮遮住了太陽的光緣故。東漢張衡在他的《靈憲》中說:月光來自於太陽光的照耀……,月亮處在太陽的對面,光線卻照不到月亮,這是因為地球擋住了太陽光線,形成了地影。當月亮經過地影時,就發生了月食。

由於太陽、地球、月亮的運動是有周期的,在經過一段時間之後,它們三個又回到原來的相對位置,於是以前相繼出現的日月食又會再次出現,這就是交食周期。有關交食周期的記載首見於西漢司馬遷《史記•天官書》。西漢末年,劉歆提出了135個朔望月有23次食季的交食周期。對交食周期的認識及逐步精密,也是中國天文學史上一項重要成就。