Ay’ın Dünya ile Güneş arasına girmesi ve Güneş, Ay ve Dünya'nın bir çizgide bulunmasıyla güneş tutulması ortaya çıkar. Ay’ın yörünge düzlemi Dünya’nınkine göre 5°8’ eğimlidir. Ay her bir dönümde aşağı inerken bir, yukarı çıkarken yine bir defa olmak üzere toplam iki kez ekliptiki, yani Dünya’nın Güneş etrafındaki yörünge düzlemini keser. Bu noktalara yerine göre inme düğüm noktası ve çıkma düğüm noktası denir.
Güneş tutulması sırasında, Güneş'in ışınlarının meydana getirdiği Ay’ın gölgesi Dünya’ya düşer. Bu gölge iki bölümden ibarettir:
- Merkezi olan tabanının çapı Ay’ın çapına eşit bir konidir. Bu kısım, Güneş ile Ay arası mesafeye bağlı olarak, 377.600-365.280 km arasında değişen bir boya sahiptir.
- Daha az karanlık olan diğer bir ikinci koni de birinci bölgeyi çevreler. Bu kısım Ay'dan uzaklaştıkça genişler.
Dünya’nın Ay’a ortalama uzaklığı yaklaşık 380.800 km olduğuna göre pek çok güneş tutulmasında birinci gölge konisinin tepesi Dünya’ya ulaşamaz. Ancak Ay’ın Dünya’ya en yakın olduğu durumda koninin ucu dünya yüzeyi üzerinde 266 km genişliğinde bir leke meydana getirir. Tam bir güneş tutulmasını ancak bu lekede bulunan bir gözleyici görebilir.