广义上的“红月亮”，就是在平时月亮很低、几乎接近地平线的时候，它所反射的太阳光受到地球大气层的影响而产生的现象。狭义上的“红月亮”，是当月球完全进入地球本影后，太阳的直射光被地球挡住，地球大气的折射光照到月球表面上所形成的现象。

和日全食时天空一片漆黑不同，月全食发生的时候，从地球上看去，月亮并不是从空中消失，而会呈现难得一见的古铜色，被俗称为“红月亮”。

整个月食过程中最华美的篇章——“红月亮”形成的主要原因是照射到月面上的暗红色太阳光。如果地球没有大气层，我们看到的仅仅是一个“黑月亮”，或者说，我们根本就看不到月亮。地球大气层成为一个折射体，让“擦肩而过”的太阳光方向发生了偏折，这部分阳光投向原本的“黑月亮”，于是月亮变得漂亮和梦幻了许多。

当阳光从地球侧面的大气中穿行时，先从空间进入大气层，然后，又由大气层进入空间，其间产生了两次折射，如同光线透过凸透镜的原理，向地心方向偏折的聚合光线照到月亮上去了。众所周知，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色的光线混合而成的。当太阳光经过地球上的大气层被折射到地球背后影子里去的时候，它们都受到大气层中极其微小的大气分子的散射和吸收。黄、绿、蓝、靛、紫等色的光波比较短，在大气中受到的散射影响比较大，它们大部分都向四面八方散射掉了；红色的光线波长比较长，受到散射的影响不大，可以通过大气层穿透出去，折射到地球影子后面的月亮上。由于波长较长的红光不容易被地球大气层散射，因此月全食期间的月亮也就变成了红铜色。所以，在月全食时，公众看到的月亮是暗红色的，即所谓的“红月亮”。

10年来，中国观测条件最好的一次月全食天象在2011年12月10日晚上如约而至。这一天晚上，几乎全境都可欣赏到传说中的“红月亮”。中科院上海天文台林清博士介绍，这次月全食是继2001年1月10日之后，我国观测条件最好的一次月全食，而下一次想要看到月全食全过程的机会就要等到2018年了。有天文爱好者观测到，12月10日晚20时45分左右，圆圆的月亮好像被“天狗”吃了一小块，成了一个芽状形，芽状形由大变小。最后成了一条缝。到22时31分许，月亮全部进入地球本影，呈现出古铜色。