由于月亮和地球本身都不会发光，只能反射太阳光，因此当太阳照射到月亮和地球上，在它们背着太阳的一方就会拖着一条阴影。地球在背着太阳的方向会出现一条阴影，称为地影。地影分为本影和半影两部分。本影是指没有受到太阳光直射的地方，而半影则只受到部分太阳直射的光线。在月亮绕地球公转的过程中有时会进入地影，就会产生月食现象。如果月亮走进地球的阴影，照不到太阳的光线就发生了月食。如果是整个月亮被地球的阴影遮住，就是“月全食”；如果月亮只有部分被地球的阴影遮住，就是“月偏食”。
月食的发生有一定的规律可循。它一般发生在“望”日，即农历的十五或十六。因为地球运行的轨道和月亮运行轨道不在一个平面上，因此几乎每个月的十五或十六不一定都会发生月食。大多数的“望”日，月亮都在地球运行轨道的上面或者下面溜过去。只有当月亮、太阳、地球都处在一条直线上的时候，月亮才进入地球的运行轨道。
行星的卫星之谜
水星、火星、金星、木星、土星等几个靠近太阳的行星，在远古时候就为人类熟知了。可是这些行星还有卫星存在的事实，是在17世纪初才发现的。
伽利略在1610年1月7日至8日的夜间用望远镜观察木星时，发现有3颗星位于木星附近，几乎跟它在一条直线上。第二天夜间他再次寻找这3颗星，发觉它们与木星的相对位置已经移动，而且移动的程度无法用木星本身的运动来解释。1月13日伽利略发现了第4颗在这样的小天体。不久他确信，所有这4颗星都围绕着木星旋转。德国天文学家马里乌斯也看到了这些星，而且比伽利略早10天，但是他没有懂得它们是木星的卫星。因此现在有充分根据把伽利略称为卫星科学之父，把他发现的这些卫星称为伽利略卫星；后来，马里乌斯在1614年又依照天体定名的惯例，根据希腊神话将它们分别定名为爱奥(木卫一)、欧罗巴(木卫二)、加尼米德(木卫三)和卡利斯多(木卫四)，木星卫星的发现说明天体并非都围绕地球运动，因而这一发现就成为哥白尼日心说的重要确证之一。后来又发现水星和金星也有卫星。到17世纪共观察到10颗，18世纪继续发现4颗，19世纪又发现8颗，到20世纪……火星存在卫星，这是德国天文学家开普勒(1571~1630年)早已预言过的，但是直到1877年才被霍尔发现。他之所以能发现，不仅是由于他采用了直径66厘米的大型折射望远镜，也不仅是由于观察时间适逢火星的大冲年，而且还因为霍尔采用了新的探索方法，他是在距离行星圆面很小的角度，几乎在行星光晕的范围内进行观察的。这两颗卫星现在称为火卫一和火卫二。
火卫一围绕火星旋转的周期大于火星的自转周期，但火卫一围绕火星旋转的速度比火星自转的速度快得多。因此，火卫一在火星的天空中一昼夜西升和东降两次。研究发现，这两个小天体具有不规则的形状。平均密度接近2克/立方厘米(相当于小行星的密度)，约为火星平均密度的1/2。而且其历史很可能已经很久了；表面上有许多被陨星撞击的明显痕迹。火卫一的表面满布着的沟痕可能是被相当大的天体碰撞而成的。现在天文界持有下述看法的人逐渐增多，就是说火星的卫星不是由火星周围的物质粒子积聚而成，而是火星所捕获的子行星。最初，它们围绕火星运行的轨道很长，后来在火星引潮力的作用下逐渐起变化，运动速度逐渐减缓。根据19世纪80年代的研究来看，估计再隔3000万年，火卫一将坠落到火星上去。火星的卫星是一般业余天文爱好者观察不到的，但木星的卫星则可用较好的双筒望远镜看到。聚精会神地跟踪探察，可以看到它逐渐藏到木星后面去的情况，也就是天文学家所说的掩星现象。观察一下卫星在木星圆面前的运行情况也是很有趣的。有时在木星圆面上可以看到卫星的阴影，或者卫星进入木星阴影的情况(类似月食的现象)。至于卫星上的细节，不用说业余天文爱好者的望远镜，即使用最大的天文望远镜也是分辨不清的。只有发射星际飞船，飞往它们的附近就近观测，才算揭开了这些卫星的神秘面纱。原来它们不但不像大行星，而且彼此之间也各不相像。用文学家的语言来描绘，木卫三像一颗布满白色纹理的玛瑙；木卫二是一个赭石色的裂痕累累的球，有点像火星；木卫四像一枚生锈的罗马古币；木卫一则橙黄色和奶油色相间，真像一只色彩鲜艳的气球。可是，对于文学家来说，最惊人的发现是在木卫一上发现了几座活动的火山。
这打破了以前只有在地球上才看得到火山爆发的看法。木卫一表面有6座活火山，正以每小时1600千米的速度向外喷射物质，形成400~500千米高的烟云，这些火山爆发的强度比地球上的大得多。这是在地球以外看到的星球上最壮观的景象。使人更加惊讶的是：木卫一中心的发热机制——放射性元素的裂变，对木卫一起不了作用(木卫一的质量是很小的)。使木卫一内部发热和支持火山活动的能是潮汐力的能量。木卫一和木卫二上都产生强大的波浪，那是由木星强大的引力场引起的。木卫一的潮汐能量比木卫二的潮汐能量大20倍，强烈的发热自然会造成木卫一物质的完全分解。铁和硫化铁的熔融体形成了半径为950千米的内核，外面围绕着一层硅酸膜，膜外是液态硫的海洋，而最外面是一层外壳。木卫一表面呈浅黄色，那是因为表面是一层硫和凝结的二氧化硫的沉积物。木卫一表面的历史不长，也可说还在青年时代，上面还没有冲出火山口。木卫二的潮汐能要少得多，但是显然已足以使内核发热以至产生水汽，水汽在木卫二的表面结成了冰壳，厚度达100千米。
木卫二的冰壳上裂痕累累，交织成密集的网络。这些裂痕多半是由于外壳运动的结果。有一种大胆的假设，认为冰层下不排除有海水层的可能性，而这种海水的化学成分类似地球上的原始海洋。在木卫二的表面总共只显露出几个冲出口。木卫二表面层的历史显然还没有超过1亿年。木卫三和木卫四的体积很大。有人认为其内核可能是岩石，而外壳是冰和石块的混合物。它们的表面有许多陨星撞击的痕迹。这两颗卫星表面的历史很可能超过30亿年了。
最靠近木星的一颗卫星是在1892年发现的，称为阿玛列捷雅。它的形状不规则，呈深红色，表面多凹陷。木星还有不少卫星，距离较远而体积较小。
1982年举行了国际天文协会第18次大会，会上确定了木星16颗卫星的名称。
在已发现的木星的卫星中，以木卫三体积最大，其半径为(2635依25)千米，而最小的也许是丽达，半径约7千米。到目前为止，以土星的卫星最多。大致可说已发现了62颗。土星的卫星多种多样。一般地说，它们内部是岩石而外面是冰块。土卫八好像有两副面孔：一面发亮，另一面却暗10倍。土卫七的形状古怪，很不规则。土卫三上发现了一个极大的火山口和绵延几百千米的大山谷。
土卫二是太阳系各个行星的已知卫星中最亮的一个，它将投射上去的光几乎全部反射出来。土卫九距离土星最远，其运动方向与土星旋转方向相反，表面很暗，这点引起天文界的注意。
至于其他行星的卫星，知道的事情要少得多了，因为距离太远，现有的宇宙探测器对于任何一个都无法到达。然而据地面的天文观察，已经发现天王星有5颗卫星，海王星有3颗，冥王星有1颗。据最近消息，又发现了1颗天王星的卫星。
据目前估计，在海王星的卫星中，海卫一最大[半径为(2200依400)千米]。
