自古以来，日食就吸引着人们的注意，许多国家早就对日食进行长期的观测，我国还保存有世界上最古老、最系统的日食记录。但是由于科学水平的限制，在中世纪以前还谈不上对日食进行科学的研究。直到16世纪中叶，由于天文学和其他学科的发展，人们对日食的观测研究才得到不断的发展和提高。通过对日食的观测研究，科学家可以知道太阳的物理状态和化学组成。日全食时，月亮挡住了太阳的光球圆面，在漆黑的天空背景上，相继显现出红色的色球和银白色的日冕，科学工作者可以在这一特定的时机、特定的条件下，观测色球和日冕，并拍摄色球、日冕的照片和光谱图，从而研究有关太阳的物理状态和化学组成。如在1868年8月18日的日全食观测中，法国的天文学家拍摄了日饵的光谱，发现了一种新的元素“氦”，这个元素一直在过了二十多年之后，才由英国的化学家雷姆素在地球上找到。

    太阳和地球有着极为密切的关系。当太阳上产生强烈的活动时，它所发出的远紫外线、X射线、微粒辐射等都会增强，能使地球的磁场、电离层发生扰动，并产生一系列的地球物理效应，如磁暴、极光扰动、短波通讯中断等。在日全食时，由于月亮逐渐遮掩日面上的各种辐射源，从而引起各种地球物理现象发生变化，因此日全食时进行各种有关的地球物理效应的观测和研究具有一定的实际意义，并且已成为日全食观察研究中的重要内容之一。

    另外，通过日食观测研究，可以测定星光从太阳附近通过时的弯曲，从而检验广义相对论，可以研究引力的性质等等。利用日全食的机会，可以寻找近日星和水星轨道以内的行星；此外，日食对研究日食发生时的气象变化、生物反应等都有一定的意义。

    随着科学技术的不断发展，世界各国对日食的观测项目也不断增多，而且观测的手段也从地面观测发展到高空甚至地球大气外观测，并使用飞机、气球、火箭、人造卫星等手段。有的国家甚至利用最新科学成就模拟日全食进行观测。