El eclipse de penumbra se caracteriza por un ligero oscurecimiento de la superficie de la Luna. Sin embargo, el eclipse penumbral será casi imperceptible en algunos puntos de la Tierra ya que el aspecto es de una luna llena normal y corriente. Es llamado penumbral, porque la Luna adquiere unas tonalidades brillantes.
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Es distinto de un eclipse lunar habitual, ya que en el eclipse penumbral, la superficie de la Luna sólo muestra un ligero oscurecimiento, debido a que la Tierra bloquea de forma parcial la luz solar que refleja. De modo que este fenómeno astronómico tiene lugar cuando la Luna pasa por la sombra parcial de nuestro planeta.
El Sol posee un diámetro ecuatorial 109 veces mayor al de la Tierra, por lo cual esta proyecta un cono de sombra convergente y un cono de penumbra divergente. Los eclipses se producen porque la Luna, que se encuentra a unos 384 000 km de la Tierra, entra en el cono de sombra terrestre, de largo mucho mayor 1 384 584 km.
A la distancia que se encuentra la Luna de la Tierra, el cono de sombra tiene un diámetro de 9200 km, mientras que el diámetro de la Luna es de 3476 km. Esta gran diferencia provoca que dentro del cono de sombra entre 2,65 veces la Luna, y en consecuencia, los eclipses permanezcan en su fase total durante un tiempo prolongado.
Para un observador que estuviera situado sobre la superficie de la Luna, un eclipse penumbral sería un eclipse parcial de Sol. Análogamente, si el observador se encontrara dentro del cono de sombra de la Tierra, no podría ver a la estrella, de modo que para él se estaría produciendo un eclipse total de Sol.
