Cả nhật thực lẫn nguyệt thực đều bắt nguồn từ sự chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất. Khi Mặt Trăng di chuyển ra đúng phía trước Mặt Trời, đó là nhật thực. Còn khi nó đi tới đúng điểm đối diện với Mặt Trời trên bầu trời, đó là nguyệt thực.

Thiên thực thuộc nhóm những hiện tượng kỳ vĩ nhất của tự nhiên, và một trong số những nhiệm vụ đầu tiên của các nhà thiên văn cách đây hàng ngàn năm trước là dự đoán thiên thực – hoặc ít nhất là có mặt ngay lập tức để thực hiện các nghi lễ sao cho sự che khuất đáng sợ này kết thúc ngay lập tức! Phải đến khoảng năm 600 Trước Công Nguyên, các nhà thiên văn mới có thể dự đoán được thiên thực với độ chính xác đáng kể.

Nếu tìm hiểu về thiên thực, bạn sẽ thấy chúng không xảy vào các thời điểm ngẫu nhiên. Đường đi của Mặt Trăng nghiêng 5° so với đường đi của Mặt Trời, và thiên thực chỉ có thể xảy ra khi Mặt Trời đi vào hoặc tới gần một nút trên quỹ đạo Mặt Trăng – một trong hai điểm nơi quỹ đạo Mặt Trăng cắt hoàng đạo. Khi Mặt Trời đi qua một nút, ít nhất một nhật thực phải xảy ra, cũng có thể là hai. Mặt Trời dành 38 ngày đủ gần điểm nút mà Mặt Trăng có thể đi qua đằng trước nó. Nếu Mặt Trăng che khuất Mặt Trời trong 8 ngày đầu tiên của khoảng thời gian này, nhật thực sẽ là một phần và Mặt Trăng sẽ quay lại để che khuất Mặt Trời thêm lần nữa vào tháng âm lịch kế tiếp, tạo ra hai nhật thực một phần. Nếu sau ngày thứ 8 Mặt Trăng mới che khuất được Mặt Trời, sẽ chỉ có đúng một nhật thực, và đây sẽ là nhật thực toàn phần hoặc hình khuyên, khi được quan sát từ vị trí tốt nhất.

Từ hàng ngàn năm trước, các nhà thiên văn đã nhận ra nhật thực chỉ có thể xảy ra trong khoảng thời gian 38 ngày khi Mặt Trời tới gần một trong số các nút Mặt Trăng, và khoảng thời gian này được gọi là mùa thiên thực. Trước khi các nhà thiên văn có khả năng dự đoán thiên thực một cách đáng tin cậy, họ đã đưa ra các cảnh báo rằng một thiên thực nhiều khả năng sẽ xảy ra trong mùa thiên thực – không khác gì các cảnh báo bão ngày nay tại vùng Caribbean vào mùa bão. Thiên thực được dự đoán luôn xảy ra, nhưng lại thường chỉ thấy được từ một nơi xa xôi nào đó trên Trái Đất và người ta không biết tới sự xuất hiện của nó (họ tính đây là một lần dự đoán sai). Ngày nay, cảnh báo duy nhất các nhà thiên văn đưa ra về thiên thực là đừng nhìn vào Mặt Trời khi không có các dụng cụ bảo vệ thích hợp.

Cũng như nhật thực, cả Mặt Trời lẫn Mặt Trăng đều phải ở gần một nút thiên thực để nguyệt thực xảy ra. Trong suốt nhật thực, Mặt Trời và Mặt Trăng nằm tại cùng một nút, nhưng trong nguyệt thực, chúng lại ở hai nút đối diện nhau, cách xa 180° trên bầu trời. Trong một mùa thiên thực, luôn có ít nhất một nguyện thực và có thể là toàn phần, hoặc hai nguyệt thực – nhưng cả hai đều chỉ là một phần.

Mùa thiên thực là như nhau cho cả nhật thực và nguyệt thực. Sau nhật thực, Mặt Trăng phải di chuyển thêm khoảng 180° trên bầu trời để nguyệt thực xảy ra. Mặt Trăng hoàn tất một vòng tròn 360° trong bốn tuần, nên nó đi được khoảng 180° trong hai tuần. Vì vậy, ta kỳ vọng nguyệt và nhật thực sẽ cách nhau hai tuần và quả thực là vậy. Mỗi mùa thiên thực mang tới ít nhất một nhật thực và một nguyệt thực.

Nếu mỗi năm Mặt Trăng đều cắt qua đường đi của Mặt Trời tại cùng một vị trí, thì thiên thực hằng năm sẽ xảy ra vào cùng một ngày, nhưng nó lại không làm vậy, nên thiên thực cũng không xảy ra như thế. Quỹ đạo Mặt Trăng giật lùi theo một chuyển động rất giống với sự tiến động của điểm phân (xem Chương 3.3). Hai nút Mặt Trăng tiến động trên hoàng đạo về phía tây với tốc độ 18,6° mỗi năm. Còn Mặt Trời thì đi được 18,6° trên hoàng đạo trong 18,6 ngày, nên nó sẽ tới điểm nút sớm hơn vào năm sau, khiến "mùa thiên thực" trên lịch bị trôi ngược lại. Nhật thực ngày 14/12/2001 được tiếp nối bởi nhật thực vào ngày 4/12/2002.