Hiện tượng nhật thực và nguyệt thực xảy ra khi ba thiên thể thẳng hàng và một thiên thể che khuất ánh sáng của thiên thể khác. Hai hiện tượng quen thuộc nhất là nhật thực và nguyệt thực. Trong nhật thực, Mặt Trăng đi qua giữa Trái Đất và Mặt Trời, tạo ra bóng của nó trên bề mặt Trái Đất. Trong nguyệt thực, Trái Đất đi qua giữa Mặt Trời và Mặt Trăng, tạo ra bóng của nó trên Mặt Trăng.

Nhật thực toàn phần là hiện tượng ngoạn mục nhưng hiếm gặp. Nhật thực toàn phần xảy ra ở đâu đó trên Trái đất khoảng 18 tháng một lần, nhưng chỉ có thể quan sát được dọc theo một dải hẹp. Bóng của Mặt Trăng rất nhỏ và di chuyển nhanh. Giai đoạn toàn phần chỉ kéo dài vài phút. Đó là lý do tại sao những người đam mê nhật thực đi khắp thế giới để chiêm ngưỡng chúng.

Nguyệt thực thì phổ biến hơn. Chúng có thể được quan sát từ toàn bộ phía ban đêm của Trái Đất và kéo dài hàng giờ. Trong giai đoạn toàn phần, Mặt Trăng chuyển sang màu đỏ sẫm vì ánh sáng mặt trời bị bẻ cong do khí quyển Trái Đất. Đó là lý do tại sao nó được gọi là trăng máu.

Nhật thực và nguyệt thực không chỉ đẹp mà còn được sử dụng để kiểm nghiệm các định luật vật lý. Nhật thực năm 1919 đã xác nhận thuyết tương đối rộng bằng cách chứng minh rằng lực hấp dẫn của Mặt Trời làm bẻ cong ánh sáng sao. Nhật thực và nguyệt thực cũng giúp các nhà thiên văn học nghiên cứu vành nhật hoa, vốn thường bị che khuất bởi quang quyển sáng chói.