最早的月食記錄是前2283年美索不達米亞的記錄。中國在漢朝時，張衡就已經發現了月食的原理。前4世紀的亞里士多德根據月食看到地球影子的圓形而推斷出地球是圓的。前3世紀古希臘的天文學家阿里斯塔克（Aristarchus）、前2世紀的喜帕恰斯（Hipparchus）都提出過透過月食來測定太陽、地球、月亮的大小。伊巴谷還提出在相距遙遠的兩個地方同時觀測月食，來測量地理經度。2世紀，托勒密利用古代月食記錄來研究月球運動，這種方法一直延用到今天。在火箭和人造地球衛星出現之前，科學家一直透過觀測月食來探索地球的大氣結構。

在農曆十五、十六，月亮執行到和太陽相對的方向。這時如果地球和月亮的中心大致在同一條直線上，月亮就會進入地球的本影，而產生月全食。如果只有部分月亮進入地球的本影，就產生月偏食。當月球進入地球的半影時，應該是半影食，但由於它的亮度減弱得很少，不易察覺，故不稱為月食，所以月食只有月全食和月偏食兩種。月食都發生在望（滿月），但不是每逢望都有月食，這和每逢朔不都出現日食是同樣的道理。

日食和月食統稱交食。由日月食的原理可看出，交食的出現與日、地、月三者的會合運動密切相關，此會合運動具有周期性，所以日月食自然也應有周期性。交食的週期是古代巴比倫人發現的，叫做“沙羅週期”（“沙羅”是重複的意思），為18年零11天多一點。即6585．32天。