Zatmenia nebeských telies sú úkazy nielen nápadné a pomerne vzácne, ale aj zaujímavé z rôznych hľadísk. Zvlášť úplné zatmenia Slnka patria medzi tie úkazy, ktorým ľudia venovali veľkú pozornosť už v predhistorických dobách. Existuje písomná správa o zatmení Mesiaca 15. februára 3379 pred n. l. u Mayov, pravdepodobne však ide o spätný výpočet zatmenia z oveľa neskoršej mayskej kultúry. Približne 2000 rokov pred n. l. starí Číňania poznali pohyb Slnka už tak presne, že mohli predpovedať zatmenia Slnka i Mesiaca.

Podľa legendy na chybu vo svojich výpočtoch zatmenia Slnka doplatili životom roku 2137 pred n. l. v Číne cisárski dvorní astronómovia Hi a Ho, lebo nesplnili svoju povinnosť ohlásiť zatmenie Slnka (22. októbra) vopred. V roku 1361 pred n. l. v Číne prvýkrát zaznamenali pozorovanie zatmenia Mesiaca. Z roku 1216 pred n. l. pochádzajú prvé celkom nesporné pozorovania zatmenia Slnka. Najstaršie spoľahlivo datované pozorovanie úplného zatmenia Slnka v Mezopotámii sa uskutočnilo 15. júna 763 pred n. l., z roku 721 pred n. l. pochádza prvá správa o pozorovaní Mesiaca v mezopotámskej oblasti. Babylónski astronómovia vyvinuli veľké úsilie na dosiahnutie čo najväčšej presnosti astronomických pozorovaní. Polohu nebeských telies vedeli určiť s presnosťou na 6 oblúkových minút, čas s presnosťou na 0,75 časovej minúty. Zistili, že synodický mesiac (čas medzi dvoma splnmi) trvá 29 dní 12 hodín 44 minút 7,5 sekundy, čo sa len o niekoľko sekúnd odlišuje od moderne určenej hodnoty tejto veličiny.

Najväčším úspechom babylonskej astronómie bol objav a presné určenie periodicity zatmení Slnka a Mesiaca (Saros; trvanie 223 synodických mesiacov = 18 rokov 11,3 dňa). Gréckej astronómii vďačíme za významných astronómov. Táles z Milétu (asi 625 - 547 pred n. l.) pozoroval 18. mája 603 pred n. l. veľké zatmenie Slnka a úspešne predpovedal ďalšie zatmenie na 28. mája 585 pred n. l.

Sústava Zem - Mesiac je jediné miesto v slnečnej sústave, kde môžeme pozorovať úkaz zatmenia Slnka alebo Mesiaca. Je to vďaka približne rovnakej uhlovej veľkosti Mesiaca a Slnka na oblohe. (Skúste si niekedy porovnať priemer Slnka napríklad s malíčkom vystretej ruky a rovnako v noci zmerajte Mesiac. Zistíte, že sú rovnako veľké.) Ak môžeme sledovať zatmenia Slnka zo Zeme, môžeme vidieť aj opačné zatmenie Slnka z Mesiaca. Automatická sonda Surveyor 4 bola svedkom zatmenia Slnka Zemou z miesta jej mäkkého pristátia:

Zatmenie Mesiaca
Zatmenie môže nastať, keď je Mesiac vo fáze splnu. Zatmenie Mesiaca však nepozorujeme pri každom splne, pretože dráha Mesiaca je mierne sklonená a tak Mesiac jednoducho prejde ponad, alebo popod Slnko a zatmenie nenastane. Aby sme mohli pozorovať zatmenie, musí byť Mesiac zároveň v blízkosti jedného z uzlov svojej dráhy okolo Zeme. Vzdialenosť od uzla nesmie byť pritom väčšia ako 16,2° (úplné zatmenie Mesiaca je na obrázku nižšie pod číslom 11, čiastočné zatmenia sú v prípadoch 10 a 12). Zatmenie nastáva pri vstupe Mesiaca na svojej dráhe okolo Zeme do zemského tieňa. Vrchol kužeľa zemského tieňa, geometricky ohraničeného vonkajšími dotyčnicami Slnka a Zeme siaha do vzdialenosti 215 polomerov Zeme, pričom Mesiac obieha okolo Zeme vo vzdialenosti 60 polomerov Zeme. V strednej vzdialenosti Mesiaca je priemer kužeľa tieňa Zeme približne 9 300 km (takmer trojnásobok priemeru Mesiaca). Zatmenia Mesiaca môžeme pozorovať odvšadiaľ, kde je práve Mesiac nad obzorom.