日全食發生的原理
發生日環食是因為太陽靠近月球軌道與地球軌道的的一個交點，而同時月球在距此點的最遠的點上。食既從初虧開始，就是偏食階段了。月亮繼續往東執行，太陽圓面被月亮遮掩的部分逐漸增大，陽光的強度與熱度顯著下降。當月面的東邊緣與日面的東邊緣相內切時，稱為食既。此時整個太陽圓面被遮住，因此，食既也就是日全食開始的時刻。
之所以會發生日全食，是因為存在一種神奇的對稱性。太陽的直徑是月亮的400倍，而它距地球的距離正好也是月亮的400倍。結果，當月亮完全處於地球和太陽之間時，對那些完全處於月亮陰影中的人來說，太陽的表面便被完全遮擋了。太陽變成了黑色，只留下一個金色的光環，天空變成了靛青色。鳥兒此時會失去方向，或者會飛回巢中，蝙蝠和其它夜行動物則可能睡眼惺忪地出來活動。
日食發生時的影響及現象
發生日全食時，光線穿過樹葉的縫隙投影出新月的影子。發生日全食時，動物常常準備睡覺，或行為異常。發生日全食時，當地的溫度通常會下降至少20度以上。當99%的太陽表面被覆蓋時，能看到的晨昏蒙影現象。在日全食期間，地平線的周圍會有一個窄的光帶，這是因為觀察者並不是直接站在月亮的影子下面，地球和月亮有一定的距離。在現代的原子鐘出現之前，天文學家通過對日食的古代記錄進行研究，發現地球旋轉的週期每個世紀變慢了0。001秒。
日全食過程
日食過程
一次日全食的過程可以包括以下五個時期：初虧、食既、食甚、生光、復圓。
初虧
由於月亮自西向東繞地球運轉，所以日食總是在太陽圓面的西邊緣開始的。當月亮的東邊緣剛接觸到太陽圓面的瞬間（即月面的東邊緣與日面的西邊緣相外切的時刻），稱為初虧。初虧也就是日食過程開始的時刻。
食既
從初虧開始，就是偏食階段了。月亮繼續往東執行，太陽圓面被月亮遮掩的部分逐漸增大，陽光的強度與熱度顯著下降。當月面的東邊緣與日面的東邊緣相內切時，稱為食既。此時整個太陽圓面被遮住，因此，食既也就是日全食開始的時刻。
食甚
食既以後，月輪繼續東移，當月輪中心和日面中心相距最近時，就達到食甚。
生光
對日偏食來說，食甚是太陽被月亮遮去最多的時刻。月亮繼續往東移動，當月面的西邊緣和日面的西邊緣相內切的瞬間，稱為生光，它是日全食結束的時刻。在生光將發生之前，鑽石環、貝利珠的現象又會出現在太陽的西邊緣，但也是很快就會消失。接著在太陽西邊緣又射出一線刺眼的光芒，原來在日全食時可以看到的色球層、日珥、日冕等現象迅即隱沒在陽光之中，星星也消失了，陽光重新普照大地。
復圓
生光之後，月面繼續移離日面，太陽被遮蔽的部分逐漸減少，當月面的西邊緣與日面的東邊緣相切的剎那，稱為復圓。這時太陽又呈現出圓盤形狀，整個日全食過程就宣告結束了。
貝利珠/鑽石環
在太陽將要被月亮完全擋住時，在日面的東邊緣會突然出現一弧像鑽石似的光芒，好像鑽石戒指上引人注目的閃耀光芒，這就是鑽石環（DiamondRing），同時在瞬間形成為一串發光的亮點，像一串光輝奪目的珍珠高高地懸掛在漆黑的天空中，這種現象叫做珍珠食，英國天文學家貝利最早描述了這種現象，因此又稱為貝利珠（BailyBeads）。這是由於月球表面有許多崎嶇不平的山峰，當陽光照射到月球邊緣時，就形成了貝利珠現象。貝利珠出現的時間很短，通常只有一二秒鐘，緊接著太陽光就全部被遮蓋住而發生日全食了。
食分
用來表示日食的程度。對於日食而言，食分並不表示太陽圓面被遮俺的面積，而是表示日面直徑的被遮部分與太陽直徑的比值。以太陽的直徑作為1，如果食分為0．5，這就表示太陽的直徑被遮去了一半；如果食分為1，那就是太陽的整個圓面被遮住，那就是日全食。很顯然，食分越大，日面被遮掩的程度就越大。日偏食的食分是小於1．0的，日全食的食分是1。0。
食帶
由於月亮的影錐又細又長，所以當它落到地球表面時，所佔的面積很小，至多不會超過地球總面積的萬分之一，它的直徑最大也只有二百六十多千米。當月球繞地球轉動時，影錐就在地面上自西向東掃過一段比較長的地帶，在月影掃過的地帶，就都可以看見日食。所以這條帶就叫做“日食帶”。帶內發生日全食的，就叫全食帶；帶內發生日環食的，就叫環食帶。可以看到偏食的範圍很廣闊，已經不像一條帶子，而是很大的一片地區。
全食帶是一條寬度不過二三百千米，長約數千到10000千米的狹窄路徑（有時全食帶的寬度甚至只有幾千米），只有在全食帶掃過的地區才能看見日全食或日環食的發生。全食帶的兩旁是較廣闊的半影掃過的地區，在這些地區內可見偏食。離全食帶愈近的偏食區，所見偏食程度愈大；離帶愈遠，可見偏食程度愈小；半影區以外的地方是看不見日食的。
由於月球是由西向東執行，所以它的影子也是沿同一方向執行，因此各地看到日食的時間是不同的。當地面上的西部地區已經處在黑影區域內，這一地區的人已經看到日食時，東部地區的人卻不能同時看到日食，得在月影向東移來後才能看到日食。所以，西部地區的人總是比東部地區的人先看到日食。
日食每年都有發生，但由於全食帶是一條狹窄的影帶，據估計，平均每200～300年，某一地區或城市才有機會被全食帶掃過，所以，對住在一個城市的人來說，一生可能未看到過一次日全食。
日食持續時間
日食的時間長短，同月球影錐在地面上移動的速度以及地球的自轉方向有關。以日全食來說，由於月球的視直徑僅略大於太陽，同時月影在地面移動速度很快，因此日全食的時間是很短暫的。在全食帶的某個地點所看到的日全食時間通常只有兩三分鐘，最多不超過7分鐘。如果全食帶經過赤道附近地區，日全食時間就可延續到7分40秒，這時是觀測日全食的最好機會。
在發生日環食時，月亮總是位於遠地點附近，這時月亮執行的速度較慢，因此日環食的時間比較長，如果日環食發生在赤道附近，那麼在赤道附近觀測日環食的時間可長達12分42秒。
就全球範圍來說，如果把月亮半影開始遮掩日面的時間計算在內，日食時間的長度由初虧至復圓的整個過程可長達三個半小時。
日偏食的時候，由於月影範圍大於其本影，食相經過的時間長短要視食分的大小而定，食分愈大，時間也就愈長。