Nguyệt thực là hiện tượng trái ngược hoàn toàn so với nhật thực (dù không ấn tượng bằng). Mặt Trời bị che khuất khi Mặt Trăng di chuyển ra đằng trước nó và ta thấy mình nằm bên trong bóng Mặt Trăng. Mặt Trăng bị che khuất khi nó đi vào bên trong bóng Trái Đất. Điều này chỉ xảy ra lúc trăng tròn – khi Mặt Trăng hoàn toàn đối diện với Mặt Trời.

Bóng Trái Đất – cũng như các cái bóng khác – có một vùng tối ở trung tâm và một vùng nửa tối ở bên ngoài. Vùng tối là nơi, nếu bạn đứng trong đó, Mặt Trời bị che khuất hoàn toàn và nguyệt thực là toàn phần. Vùng nửa tối là nơi diễn ra nguyệt thực một phần. Nguyệt thực có các giai đoạn tương tự như nhật thực, và bảng các sự kiện trong nguyệt thực sẽ liệt kê mốc thời gian của những lần "tiếp xúc" (khi Mặt Trăng bắt đầu đi vào vùng nửa tối, nằm hoàn toàn bên trong vùng nửa tối, đi vào vùng tối, nằm hoàn toàn bên trong vùng tối, giữa nguyệt thực, bắt đầu rời vùng tối, bắt đầu rời vùng nửa tối, và hoàn toàn thoát khỏi vùng nửa tối).

Trong nguyệt thực nửa tối nông, Mặt Trăng chỉ đi qua rìa ngoài của bóng Trái Đất, nó có khi còn không đủ tối để có thể nhận ra. Trong nguyệt thực nửa tối sâu, ngay cả một người quan sát cẩn thận cũng khó nhận ra Măt Trăng đang dần tối lại. Còn trong nguyệt thực vùng tối, một phần Mặt Trăng bị tối lại và người quan sát bình thường cũng nhận thấy có gì đó không đúng. Chỉ nguyệt thực toàn phần mới khiến Mặt Trăng tối đi đáng kể và biến nó thành một đĩa màu đỏ nhạt hoặc cam. Sự đổi màu này là do ánh sáng bị khúc xạ quanh rìa Trái Đất và đi về phía Mặt Trăng; đó là ánh sáng tới từ tất cả những nơi Mặt Trời đang mọc và đang lặn trên Trái Đất. Nếu khí quyển của Trái Đất cực kỳ đục, chẳng hạn như sau một vụ phun trào núi lửa lớn, nguyệt thực có thể tối đến mức khiến cho Mặt Trăng biến mất, nhưng điều này hiếm khi xảy ra. Thông thường Mặt Trăng đổi sang màu đồng, mờ đi khi các ngôi sao xuất hiện, và đẹp tuyệt. Với những người mê tín thời xưa, màu đỏ của Mặt Trăng biến nó trở thành một điềm báo khó chịu và đáng sợ.

Do Trái Đất có kích thước lớn hơn, nên cái bóng mà nó phủ lên Mặt Trăng rộng hơn nhiều so với cái mà Mặt Trăng phủ lên nó. Điều này nghĩa là sẽ có nhiều người trông thấy nguyệt thực toàn phần hơn là nhật thực toàn phần vì ba lý do sau:

1. nguyệt thực toàn phần phổ biến hơn nhật thực toàn phần một chút (khoảng 3 nguyệt thực toàn phần cho mỗi 2 nhật thực toàn phần) do Trái Đất, Mặt Trăng, và Mặt Trời không cần phải nằm đúng trên một đường thẳng để nguyệt thực toàn phần có thể xảy ra.
2. hầu hết nguyệt thực toàn phần sẽ là toàn phần khi nhìn từ gần như bất cứ nơi nào trên Trái Đất có trăng nằm cao hơn chân trời vào thời điểm diễn ra nguyệt thực, còn nhật thực chỉ toàn phần trong một dải hẹp.
3. nguyệt thực toàn phần thường kéo dài lâu hơn nhiều so với nhật thực toàn phần.

Khác với nhật thực, bạn không cần dùng tới các biện pháp bảo vệ đặc biệt khi quan sát nguyệt thực. Mặt Trăng là một tảng đá tối trong không gian, và khi bị che khuất, nó chỉ thêm tối đi mà thôi. Hãy sử dụng ống nhòm hoặc kính thiên văn để thấy rõ hơn những màu sắc mờ ảo.