Güneş tutulması, ay’ın dünya ile güneş arasına girmesi olayıdır. Güneş, ay ve dünyanın bir çizgide bulunmasıyla güneş tutulması ortaya çıkar. Eğer ayın dünya etrafındaki yörüngesi ile dünyanın güneş etrafındaki yörüngesi aynı düzlemde olsa idi, her ay güneş ve ay tutulmaları ortaya çıkardı. Ancak, ayın yörünge düzlemi dünyanınkine göre 5°8′ eğimlidir. Böylece ay her bir dönümde aşağı inerken bir, yukarı çıkarken yine bir defa olmak üzere toplam iki kez ekliptiki, yani dünyanın güneş etrafındaki yörünge düzlemini keser. Ancak bu durumlarda tam güneş tutulması olur. Bu noktalara yerine göre inme düğüm noktası ve çıkma düğüm noktası denir.
Güneş tutulması sırasında, güneşin ışınlarının meydana getirdiği ayın gölgesi dünyaya düşer. Bu gölge iki bölümden ibarettir. Merkezi olan tabanının çapı ayın 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 aydan uzaklaştıkça genişler. Sonunda Güneş tümüyle gözden kaybolduğunda gökyüzü kararır, hava serinler. Bu yapay gecede gökyüzündeki bazı parlak yıldızlar ışıldamaya başlar. Güneş gözden kaybolurken, karanlık Ay yuvarlağının çevresinde parlak ışık demetleri belirir. Bir süre sonra Güneş’in bir yanı hilal biçiminde belirir ve Ay Güneş’in önünden bütünüyle çekilip gittiğinde yeryüzü yeniden gün ışığına kavuşur.
Dünyanın aya ortalama uzaklığı yaklaşık 380.800 km olduğuna göre pekçok güneş tutulmasında birinci gölge konisinin tepesi dünyaya ulaşamaz. Ancak ayın dünyaya 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.
Dünya ve ayın hareketleri bu lekenin dünya yüzeyinde saatte 1600 kilometreden daha fazla bir hızla hareket etmesine sebeb olur. Bu sebepten lekenin herhangi bir noktasındaki kalma süresi çok kısadır. Bazan 7 dakikayı biraz geçmesine rağmen, genel olarak iki veya üç dakikadan daha fazla değildir. 11 Temmuz 1990′da olan güneş tutulması 7 dakika sürmüş ve 1973′ten beri gerçekleşen en uzun güneş tutulması olmuştur.
Bütün Güneş tutulmaları tam tutulma değildir. Bazen Ay ve Güneş yuvarlaklarının görüntüsü tam üst üste çakışmadığı için Güneş’in yalnızca bir bölümü kararır, bu olaya parçalı tutulma denir. Halkalı tutulma denilen olayın nedeni ise Ay’ın yörüngesinin daire değil elips biçiminde olmasıdır. Bu yüzden Ay yörüngesinde dolanırken Dünya’ya bazen daha yakın, bazen daha uzak olur. Dünya’dan en uzakta bulunduğu noktadayken, tam Güneş’in önüne geçse bile bütün Güneş yuvarlağını örtemeyecek kadar küçük gözükür. Böylece Güneş’in yalnızca ortası kararırken, Ay yuvarlağının çevresinde bir ışık halkası kalır. Normal olarak güneş tutulmaları yılda iki veya üç olmasına karşılık, nadir olarak daha fazla sayıda olabilir. 1935′te Güneş beş kere tutulmuştur.
Güneş tutulması Dünya’nın her yerinde aynı biçimde görülmez, yalnız Ay’ın gölgesinin düştüğü dar bir kuşakta tam tutulma gözlenebilirken, bu kuşağa yakın yerlerde olay ancak parçalı tutulma biçiminde izlenir. Kuşağın uzağındaki yerlerde ise hiç görülemez.
Tam güneş tutulmaları astronomlar için iyi bir fırsattır. Bu sırada Güneş’in kromosfer katmanı ile koronası incelenebilir. Güneş koronası koronograf çevresi, güneş çapının iki katı uzaklığa kadar incelenebilir. Güneş tutulması sırasında ise bu imkan 6 katına çıkar.
