人类凭借肉眼可以看到形形色色的天象，而好奇心驱使人类矢志不渝地仰望天空。一些罕见的天象如日月食、彗星、流星雨和行星特殊排列等总能吸引广大星空爱好者的眼球。在众多天象中，日全食毫无疑问是人类肉眼所能目睹的最壮观天象。
地面上，人们观测到日全食的条件就是太阳、月亮与观测者排列成一条线，月球处于中间位置，且从观测者视角看上去月亮比太阳还显得大。
不管是对于肉眼可见的可见光，还是肉眼不可见的近红外光，晴朗的天空都是日全食观测的首要条件。另一方面，如果能自由地在太空中穿行和停留，那么你在月亮遮挡太阳的本影里随着月球运动就能永久地观看到日全食；再或者你能带上足够的太空装备躲到太阳系内任何一颗行星的本影里便能观看到日全食，只是遮挡太阳光球辐射的天体由月亮变为行星。
事实上，如果你能在太空中手持一块相对于你的张角达到32角分的不透明挡板对着太阳，你自己也能创造出范围很小的日全食。
太阳、月亮和观测者排列成一条线，月亮处于中间位置，且月亮看上去比太阳要大。如果月亮看上去比太阳小则看到的是日环食。
如果月亮看上去和太阳的张角一般大小，那在日食发生的不同时段就有可能发生混合食，即开始时月亮张角小于太阳，发生日环食，其后月亮的张角变得比太阳大，此时产生日全食，最后月亮张角小于太阳，此时又变为日环食。由于地球围绕太阳运行的轨道是椭圆形，人们观测到太阳的张角随太阳和地球距离改变而在32角分左右变化，同样地，从地球看到的月球张角也是在32角分左右变化。
因此，当太阳、月亮和地球三者连成一线时，如果看到的月球张角比太阳的张角大，就发生日全食，反之，如果月球的张角较小，看到的就是日环食。更为奇妙的是，在一天以内，如果你能追随月亮的影子运动的话还可以看到混合日食，即开始观看到日环食然后又看到日全食而后日环食再现。
在我国古代，浪漫而多愁善感的诗人常常感慨月亮的阴晴圆缺，可惜很少有诗人能目睹太阳的阴晴圆缺。
太阳从“满日”“上玄日”“全食”“下玄日”再到“满日”变化，与月亮需要一个月从“满月”“上玄月”“下弦月”再到“满月”的过程相似。不过，产生两者的相位变化原因是不同的几何光学过程。日全食是因为遮挡产生，而月相变化是因为月球对太阳辐射的反光。月全食也有相似日全食的过程，但是比起日全食其过程更加缓慢，那是因为地球比月球半径大得多的缘故，所以其投射到月亮表面的阴影比月球投射到地球上的阴影要大得多。
日全食过程中，除了由于天空的亮度急剧下降而带给人们昼夜快速交替感觉之外，常常由于伴随温度的快速降低、湿度的快速变化、周边动物的鸣叫和嘶鸣以及人类的欢呼而带给人们神奇的感受。这种特殊的历程是无法通过浏览图片或者观看电影所能感受到的。当月亮接近完全遮挡住太阳时，太阳光透过月亮山谷照耀从而导致“贝利珠”的出现。无论日全食还是日环食，当贝利珠显现时，犹如在黑暗的夜空出现一枚光彩夺目的钻石戒。
日全食不但产生月亮遮挡太阳的美，太阳本身也展露出其平时难得的一面。宛若轻纱的日冕在太阳光球周边延伸上百万公里，红色的日珥犹如它佩戴的耳环，轻柔的冕羽隐藏在轻纱之中。这时的太阳，似乎显现了其温柔的一面。然而，在这轻纱背景下，既有太阳风的吹拂，也可能有盔状冕流的显现，甚至发生可怕的太阳爆发事件。日冕被称为太阳的王冠，然而这一王冠的外形会随着时间而改变。
在现代科学诞生以来，日全食作为观测的绝佳机会，取得了突出的科学进步。从肉眼到仪器观测，从对太阳本身的观测到利用太阳来检测时空弯曲，都大大增加了人类对宇宙的认识。色球、日冕的发现。早期人类用肉眼肯定看到了这两层太阳大气的存在，然而，能否将其推断为太阳的大气则是另外一回事。
首先需要排除这是地球大气产生的现象，然后排除它们是非太阳天体产生，最后还需要排除它们仅仅在日全食才能产生，从而确定为太阳上永久存在的大气。
我们肉眼看到的太阳除了强烈的光照似乎宁静安详，殊不知它具有狂暴的一面，只是平时我们的肉眼观测不到，且这种爆烈的性情还具有周期发作的特性。太阳大气狂野的活动也具有丰富多样性。这些活动涉及的范围要比地球产生的火山爆发等要广泛得多，能量释放也高得多，而最剧烈的爆发活动发生在太阳大气的最外层——日冕，例如太阳耀斑、日冕物质抛射、日珥爆发等。
目前，我们似乎对在日冕中的爆发有了很深的了解，但是，对其解释仍然停留在理论解释上。实证是科学的突出特点，此外，理论和观测的相互作用是科学发展的保证。天文学也是如此。任何一个理论的预测都需要实际观测的验证，而目前我们最缺少的就是对日冕磁场的实际观测。这一观测是非常困难的，因为日冕辐射强度很弱且随高度急剧下降，日冕磁场很弱，此外由观测到的资料反演磁场精确信息的理论还需要进一步完善。
虽然日全食提供了最纯净的环境来探测日冕磁场，然而由于其稀缺性、很短的延续时间以及观测需要大量的后勤保障，使得这一目标迄今为止仍未完成。