월식은 태양-지구-달이 일렬로 늘어섰을 때 지구 그림자에 달이 들어오는 현상이다(그림 1 참조). 월식은 달의 위상이 보름일 때 일어나지만, 그렇다고 해서 달이 보름일 때마다 언제나 일어나는 것은 아니다. 그 이유는 백도와 황도가 약 5 °기울어져 있기 때문이다. 달이 지구의 본영(umbra) 속에 완전히 들어갈 때 개기월식(total lunar eclipse)이 일어나고, 지구의 본영에 걸칠 때 부분월식(partial lunar eclipse)이 일어난다.

월식은 1년에 2번 정도 일어난다. 일식(solar eclipse)의 경우 특정한 지역에서만 관측할 수 있지만 월식은 지구의 밤인 곳에서는 어디서든 관측되므로 관측자 입장에서 일식보다 자주 볼 수 있다. 달은 지구에 비해 크기가 작다. 따라서 일식 때 달의 본영가 단 몇 분 만에 특정 지역을 지나는 것과 달리 개기월식은 수 시간에 걸쳐 일어난다.

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그림 1. 2015년 9월 28일 있었던 월식 모습. 월식이 진행되는 동안 달은 왼쪽부터 가려진다. 따라서, 맨 오른쪽 사진이 가장 먼저 촬영한 것이다.(출처: Sean Walker/Sky & Telescope)

지구의 그림자는 본영과 반영(penumbra)로 나눌 수 있다(그림 2 참조). 본영은 그림자의 중심 지역에 해당하며 본영 안에서는 태양 빛에 완전히 가려진다. 반면 반영는 그림자의 외곽 지역에 해당하며 이 때 달은 태양 빛의 일부 밖에 받지 못한다.

달이 반영에 들어가기 시작하면 반영월식(penumbral lunar eclipse )이 시작된다. 또한 달이 반영 안에 온전히 들어가면 반영개기월식(total penumbral lunar eclipse )이 일어난다. 지구 반영의 폭이 본영보다 좁기 때문에, 반영개기월식은 흔하지 않다. 반영월식이 일어나는 동안 달은 모양이 그대로인채 아주 미세하게 어두워지기 때문에 사람 눈으로는 거의 인식하기 어렵다. 이때 지구의 본영에 가까운 쪽이 조금 더 어둡게 보인다.

달이 지구 본영에 부분적으로 가려지면 부분월식이라고 하며, 달이 지구 본영 속에 완전히 놓이면 개기월식이라고 부른다. 개기월식 때 달이 검붉게 보이기 때문에 종종 '블러드문'이라고 부르기도 한다. 일반적으로 달이 지구의 본영을 지나는데 약 2 시간 정도 소요되지만, 본영에 달이 들어오기 시작해 완전히 빠져나가는 데는 그보다 훨씬 오래 걸린다.

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그림 2. 태양-지구-달 순서로 배치될 때 지구의 본영와 반영. 달이 지구 그림자에 어떻게 놓이느냐에 따라 월식의 종류가 정해진다. (출처: 장헌영/이지원/한국천문학회)

개기월식이 일어나는 동안 태양에서 직접 오는 빛은 달 표면에 도달하지 못한다. 하지만, 달 표면에 빛이 전혀 닿지 않는 것은 아니다. 지구 대기에 의해 굴절되어 입사되는 빛이 달 표면에 도달할 수 있다. 이처럼 레일레이산란(Rayleigh scattering)에 의해 굴절된 빛은 주로 붉은색을 띄어 개기월식 때에는 달이 붉게 보인다.

일반적으로 대기 중에 포함된 먼지의 분포에 따라 굴절된 빛에서 푸른색이 얼마나 많이 산란되고 붉은색이 많이 얼마나 남는가가 결정된다. 예를들어, 먼지가 많을수록 붉은 색 이외의 빛이 산란되어 짙은 붉은 빛만 남게 된다. 큰 화산이 폭발한 뒤에 월식이 일어나면 짙은 구리빛 개기월식을 볼 수 있다.

백도면의 방향이 바뀌었다가 다시 원래대로 돌아오는 주기를 사로스주기(Saros cycle)라고 부른다. 사로스주기에 해당하는 시간이 경과한 뒤에 지구상의 같은 위치에서 월식을 반복해서 관측할 수 있다. 실제로 월식은 사로스주기에 해당하는 약 18년 11일 동안 29회 일어나며 이는 연평균 1.6회 꼴이다.

고대 인도의 신화에 의하면 마시면 죽지 않는 음료인 암리타를 신들이 나누어 마시려할 때 라후가 변장하고 그 음료를 마시려 했다. 이것을 눈치챈 태양과 달이 비슈누에게 알렸다. 이에 화가난 라슈누는 암리타가 라후의 목을 넘어가는 순간 라후의 목을 잘랐다. 하지만 이미 암리타를 마신 라후의 머리는 그대로 악마의 별이 되어 태양과 달을 삼켜버렸다. 이것이 일식과 월식에 대한 전설이 되었다.

북유럽 신화에 따르면 태양과 달은 스콜과 하티라는 늑대에 각각 쫓기게 되었다. 이 늑대가 태양과 달을 삼키면 각각 일식이나 월식이 일어난다. 그래서 일식이나 월식이 일어나면 큰 소리를 내어 늑대를 놀라게 해 태양이나 달을 토해내도록 해야 했다. 이와 비슷한 이야기가 남아메리카,와 아프리가, 동남아시아에 퍼져있다.

이집트 신화에 의하면 달은 호루스의 왼쪽 눈에 해당하며, 태양은 호루스의 오른쪽 눈에 해당한다. 죽음과 부활의 신 오시리스와 최고의 여성신 이시스의 아들인 호루스는 자기 아버지 오시리스를 죽인 세트를 죽여 복수를 한다. 하지만, 어머니의 배를 찢고 튀어 나왔다고 할 만큼 잔인하고 난폭한 악의 신 세트가 죽기 전에 호루스의 왼쪽 눈을 먹었는데 이 때문에 일식과 월식이 생긴다고 한다.