A legfeltűnőbb égi jelenségek – a nagyon fényes üstökösökön kívül – kétségtelenül a nagy elsötétedést okozó napfogyatkozások. Bizonyos, hogy már az írott történelem előtti korokban is megdöbbenést, riadalmat keltett a teljes, vagy nagyon nagy százalékú napfogyatkozás. Napfogyatkozás akkor jön létre, hogyha a Nap, a Hold és a Föld közel egy vonalba kerül.
Szerencsés véletlen, hogy a Hold és a Nap korongját hozzávetőleg egyforma nagynak látjuk az égen. (Ez annak köszönhető, hogy a Nap 400-szor nagyobb ugyan a Holdnál, de éppen 400-szor messzebb is van tőlünk.) Ezért a teljes fogyatkozás idején is éppen eltakarja a napkorongot, és látható marad a Nap peremének több lenyűgöző jelensége, valamint az ezüstfényű, kiterjedt naplégkör, a korona.
Éppen a fogyatkozások feltűnő, gyakran riadalmat keltő voltának köszönhető, hogy már az ókor kultúrnépei is gondosan feljegyezték ezeket az eseményeket.
A legkorábbi adat, amely feltehetően egy napfogyatkozásra vonatkozik, Kínából származik, egy un. jóscsontba vésett szövegen. Ez talán a Kr. e. 2136. október 22-i napfogyatkozás emléke.
A jelenleg ismert legkorábbi közvetlen napfogyatkozás adat Kínából, Anji egykori város (a későbbi Anjang) közelében előkerült un. jósló csonton olvasható. A fogyatkozás a számítások szerint a Kr. e. 1302. június 5-én következett be.
Közel-Keleten a legrégebbi adat egy Ugaritban (Szíria) napfényre hozott agyagtáblán olvasható, az adatok alapján Kr.e. 1223. március 5-én lehetett.
A mezopotámiai csillagászok érdeme, hogy felismerték a fogyatkozások ismétlődésében mutatkozó szabályosságot. A napfogyatkozások, un. szárosz-ciklusát, a Kr. sz. 8. sz-ban állapíthatták meg: eszerint a fogyatkozások sorrendje 18 éve 10 (vagy 11) nap és 8 órás szakaszokban ismétlődik. Ha kellő számú fogyatkozás időpontja ismert, akkor ebből több-kevesebb valószínűséggel előre jelezhető a ciklus ismeretében a bekövetkező nap és holdfogyatkozások időpontja.
A fogyatkozások okait már az ókorban is ismerték. Plutarkhosz jegyezte fel a Párhuzamos életrajzok Periklészről szóló részében, hogy Periklész éppen egy hadihajón tartózkodott egy teljes napfogyatkozás idején. A hajósok között nagy riadalmat okozott a Nap elsötétülése.
A görögök nem csak ismerték a fogyatkozások okait, Arisztotelésznél a Föld gömbölyűségének egyik bizonyítéka, hogy mindig kör alakú árnyékot vet a Holdra, de Ptolemaiosz fő műve, az Almageszt, részletes leírást tartalmaz arról, hogy miképpen kell a fogyatkozásokat kiszámolni.
Ptolemaiosz után, mikor már a Föld és a Hold térbeli mozgását meglehetősen pontosan ismerték a csillagászok, nem okozott nehézséget a fogyatkozások egyre pontosabb kiszámítása.
A jelenleg alkalmazott számítás alapjait F . W. Bessel dolgozta ki, és sok obszervatóriumi könyvtár féltett kincse volt Theodor von OppolzerKanon der Finsternisse című klasszikus munkája, amit 1887-ben adott ki a bécsi császári és királyi Tudományos Akadémia. Könyve a –1207. november 10. és a +2161. november 17. közti időszak adatait tartalmazza. Oppolzer eredményei szerint évszázadonként átlagosan 154 holdfogyatkozás van, amelyből 71 teljes; a napfogyatkozásokból 237 az átlag, ezekből 84 részleges, 77 gyűrűs, 10 gyűrűsteljes és 66 teljes.
Oppolzer emlékére 1983-ban Hermann Mucke és Jean Meeus ugyancsak Bécsben kiadta a Canon of Solar Eclipses –2003 to +2526 című közel ezeroldalas kötetet, amely újabb, valamivel pontosabb és bővebb adatokat nyújt, bár térképei aprók, nem annyira áttekinthetők, mint Oppolzeréi.
A számítógépek gyors fejlődése elősegítette a számolásokat, így 2006-ban a NASA kiadta az előző kiadvány javított változatát, Fred Espenak és Jean Meeus munkáját, amely öt évezredre, –1999 és +3000 közt tartalmazza az összes 11 898 napfogyatkozást (ebben a számban a 4200 részleges fogyatkozás is benne van). Ez a katalógus az interneten is megtalálható, kereshető formában.
Napfogyatkozás és a hiedelmek
A legősibb hiedelmek úgy tudják, hogy a Nap és a Hold kergetik egymást, és amikor egyik utoléri a másikat, bekövetkezik a fogyatkozás.
Több régi kultúrnépnél – egymástól függetlenül – felbukkan az a nézet, hogy napfogyatkozáskor egy szörny, vagy sárkány falja fel a Napot. A Napot felfaló, vagy a Holdat eltakaró sárkány emléke ma is él a tudományban, mivel a Hold pályájának metszéspontjait a Föld-pálya síkjával, drakonikus, vagyis „sárkány” pontoknak nevezik.
Az ókori Kínában női napistent tiszteltek Hszi-ho személyében, aki a „Tíz nap istenanyja” volt.
Japánban szintén női napistent imádtak, Amateraszu-ómikamit, akinek még a mai japán társadalomban is fennmaradt kulturális öröksége a császári család (nap)isteni eredete és a szigetország zászlajának központi motívuma
Japán a „Felkelő Nap országa”. Az ország neve (日本, átírással: Nippon) „a Nap származása” szóösszetételből ered. Ma is emberek sokasága zarándokol el minden évben a futamigaurai tengerpartra (közép-Honsú), hogy újév hajnalán a felkelő Napot köszöntsék. A japán mitológia szerint itt kötöttek házasságot Izanami és Izanagi, a Nap (Amateraszu Ómikami) szülei és ma is itt lakozik a Napistennő szelleme.
Az ősi skandináv legendában Sol istennőt, Egyiptomban Ré , Új-Zélandon a maori Tamanui napistent imádták.
A magyar nép körében is élt még a 18-19. sz-ban a hiedelem, hogy a fogyatkozás idején a „markoláb” vagy másként a „martalóc” falja fel a Napot vagy a Holdat. Más hiedelem szerint a napfogyatkozások idején a Holdba lakó szellemek az árnyék kúpjában a Földre suhannak, hogy azután holdfogyatkozáskor a földárnyékon visszaszálljanak kísérőnkre. Splényi Béla naplója szerint az 1842. évi Magyarországon is teljesnek látszó napfogyatkozás idején, faluhelyen sokan befedték a kutakat, hogy az árnyék meg ne mérgezze a vizet.
A rettegésnek eredményeként több történeti feljegyzésben és vallási tárgyon is megörökítettek egy-egy fogyatkozást.
A magyar honfoglalás évének meghatározásában is döntő volt egy napfogyatkozás. A 19. század végén sokat foglalkoztak a magyarság Kárpát-medencei bejövetelének ezeréves évfordulójával, de a pontos évszám nem volt ismert. A bizánci krónikák alapján Leó császár trónra lépése (i. sz. 886) és a bolgár háború után történt a honfoglalás. A krónikából azonban nehezen lehetett az éveket meghatározni, mindössze annyi volt bizonyosan megállapítható, hogy Bizáncban volt egy napfogyatkozás, ami a Nap elsötétülésével járt délidőben, és ez után öt évvel volt a bolgár háború. A kérdéssel Lakits Ferenc kezdett el foglalkozni, aki Theodor von Oppolzer akkoriban frissen megjelent táblázatai alapján kiszámolta a 9. század végének napfogyatkozásait, és a Természettudományi Közlönyben 1890-ben megjelent cikkében megállapította, hogy a feltételeknek csak a 891. augusztus 8-i gyűrűs napfogyatkozás felel meg. Így lehetett megünnepelni a millenniumot 1896-ban.