Ay dünya etrafındaki yörüngesini tamamlarken belli zaman aralıklarında dünya ile güneş arasına girebilir. Bu durumda dünya yüzeyinde belli bölgelere düşen güneş ışınları ay tarafından engellenmiş olur. Açık bir havda rahatlıkla gözlene bilinen bu olaya Güneş tutulması adı verilir. Dünya ve ay yörüngeleri farklı düzlemlerde bulunan elipsler oldukları için, dünya, ay ve güneş arasındaki uzaklıklar devamlı olarak değişir. Bu değişme güneş tutulmalarının tam güneş tutulması, halkalı güneş tutulması ve parçalı güneş tutulması gibi çeşitli şekillerde oluşmasına neden olur. Dünya, ay ve güneş arasındaki mesafe nedeniyle, dünya yüzeyinde tam güneş tutulmasının gözlene bilindiği bölge daima 300 Km den küçüktür. Bu alan çevresinde ayın penmulası içine düşen 500 Km 'lik bir bölgede, kısmi güneş tutulması gözlene bilinir.
Ay ekliptiğe göre eğik bir yörüngede dolaşır, dünyanın da bu yörünge düzlemine dik olmayan bir eksen etrafında dönmesi, güneş tutulmasının gözlenebildiği alanın dünya üzerinse bir yol çizmesine neden olur. Umbra (gölge) ve halka kolonisinin dünya üzerinde çizdiği bu yola "tam tutulma yolu" adı verilir.
Ay dünya etrafındaki yörüngesini tamamlarken, dünyanın güneş ve ay arasında kalmasına neden olabilir. Bu durumda ay yüzeyine düşen güneş ışınları dünya tarafından engellenmiş olur. Karanlıkta kalan ay kısa süreli de olsa dünyadan gözlenemez bu olaya ay tutulması adı verilir. Bulutsuz bir gecede çıplak gözle rahatlıkla fak edilebilen bu olay, güneş tutulmasına göre, dünya yüzeyinde daha geniş bir alandan gözlenebilir. Ay tutulmasının dünya yüzeyinden gözlenebildiği alan dünyanın yarısından 24º kadar fazladır.
Ay ve Güneş tutulmaları nadir gözlenen doğa olayları oldukları için bu olaylar üzerine bir çok efsane yazılmış ve bir çok insan için kötülüğün habercisi olarak kabul edilmiştir. Günümüzde bazı bilim adamlarına göre tutulmalar dünya üzerinde değişik etkilere neden olmaktadır. Örneğin; "güneş tutulması sırasında dünyanın aynı yarım küresinin, aynı anda güneş ve ayın çekim kuvvetine tabi kalması deprem ve benzeri doğal olayları etkilemektedir". Tabi ki şimdilik bu düşünceler kanıtlanmış değil fakat yinede tutulmaların ufakta olsa dünya üzerinde var olan etkileri bilinmektedir.
