در خسوف(ماه گرفتگي) زمين در حرکت مداري خود به دور خورشيد سايه اش را، که در فضا در سمتي مخالف خورشيد ممتد است، به دنبال مي کشد. سايه زمين به شکل يک مخروط است که قاعده آن مقطع زمين و طول متوسط آن 1،380،000 کيلومتر است. طول اين سايه، بر اثر تغيير فاصله زمين از خورشيد تا حدود 40000 کيلومتر نسبت به مقدا متوسط تغيير مي کند. خسوف زماني اتفاق مي افتد که ماه وارد مخروط سايه زمين شود.

شرايط وقوع خسوف
وقتي از بالا به دايره البروج بنگريم به اشتباه گمان مي کنيم که خسوف بايد ماهي يک بار اتفاق افتد. خطاي اين ديد وقتي آشکار مي شود که از پهلو نگاه کنيم. آنگاه روشن مي شود که اين سه جرم در حقيقت بر يک خط واقع نيستند. ماه در نتيجه ميله مدارش با دايره البروج، مي تواند از بالا يا پايين مخروط سايه، به فاصله اي که حداکثر 32،000 کيلومتر مي شود بگذرد.
براي اينکه خسوف برقرار باشد واقع شود بايد دو شرط مهم زير همزمان با يکديگر برقرار باشند:
1)خورشيد، زمين و ماه، بايد بر خطي مستقيم واقع باشند يعني ماه به حالت بدر از زمين ديده شود. اين واقعه ماهي يک بار روي مي دهد.
2)ماه در حرکت مداريش بايد در حال عبور از دايره البروج، يعني در يکي از عقده ها باشد.
بيشتر ديده شد که کره ماه نيمي از ماه را در زير صفحه دايره البروج به سر مي آورد و نيم ديگر را بالاي آن. دو نقطه اي که در آنها ماه صفحه دايره البروج را قطع مي کند عقدتين ناميده مي شود: يکي از اين دو عقده راس(گره شمالي) است و ديگري عقده ذنب(گره جنوبي). خط واصل اين دو نقطه را خط عقده ها يا خط گره ها نامند.

مدت خسوف
مدت دوام خسوف نسبتا زياد است، زيرا قطر مخروط سايه زمين در نقطه اي که ماه از آن مي گذرد در حدود 9،200 کيلومتر است. اگر ماه مخروط را به طور مرکزي قطع کند، نزديک به دو ساعت در خسوف کامل خواهد بود، زيرا قطر ماه در حدود 3،500 کيلومتر و سرعت متوسط آن 3،200 کيلومتر در ساعت است. سايه زمين ماه را کاملا تاريک نمي کند. حتي وقتي که خسوف کامل باشد ماه کاملا مرئي است ولي رنگ سرخ بي فروغي جاي درخشش عادي آن را مي گيرد. اين فروغ مختصر معمول نور آفتابي است که از جو زمين به داخل مخروط سايه شکسته شده است. اجزاي آبي و بنفش نور آفتاب بر اثر پراکند در جو زمين، حذف شده اند و مولفه هاي سرخ نورند که قرص ماه را اندکي روشن مي کنند.

خسوف جزئي
در خسوف جزئي فقط قسمتي از ماه از ميان مخروط سايه مي گذرد. به اين ترتيب بريدگي تاريکي در ماه تمام، در بخش شمالي آن و يا در بخش جنوبي، پديدار مي شود. البته خسوفهاي جزئي هم بعد و هم پيش از خسوف کلي نيز واقع مي شوند. در حدود نيم ساعت طول مي کشد تا ماه کاملا وارد سايه شود و مدت مشابهي نيز لازم است تا کاملا از سايه بدرآيد.

دنباله خسوفها
خسوفها به ترتيب و در دنباله هايي چند روي مي دهند. يک دنباله کامل که شامل 48 يا 49 خسوف مي شود، حدود 865 سال طول مي کشد. فاصله زماني بين دو خسوف متوالي در يک دنباله ..33/6،585 روز است. خسوف هاي متوالي شباهت زيادي با هم دارند که دال بر عضويتشان در يک دنباله است.
روش بدست آوردن عدد..33/6،585 روز بدين قرار است:
براي آنکه خسوفي تکرار گردد:

1)ماه بايد در حالت بدر باشد. اين وضعيت هر 53059/29 روز يکبار تکرار مي شود.
2)خورشيد بايد نسبت به عقده ها در همان مکان قبلي باشد، و اين هر 6201/346 روز تکرار مي گردد.
کوچکترين مضرب مشترک اين اعداد 6،585 است يعني هر 6،585 روز ماه، زمين و خورشيد وضعيت خسوف قبلي را تکرار مي کنند. فاصله زماني..33/6585 روز به يک ساروس موسوم است که در زبان بابلي قديم به معني تکرار است.