抬头望向天空里的太阳和月亮，视觉上大小几乎一致。一个金黄圆盘，一个银白圆盘，观感上尺寸相近。太阳实际直径大约是月球的400倍，同时太阳到地球的距离，也差不多是地月距离的400倍。物体在人眼里面的视觉大小，不由真实尺寸决定，而是物体两端光线在眼球张开的夹角，这个角度被叫做角直径。角直径等于物体直径除以距离。简单计算，太阳直径139.2万公里，日地距离1.496亿公里，比值大约0.0093弧度，折合0.53度。月球直径3474公里，地月距离38.4万公里，比值约0.0090弧度，折合0.52度。两个数值十分接近，所以两者投射在视网膜上的成像大小基本相同。就好比一个人的身高是你的两倍，站在两倍远的位置，看上去就和你一样高。
这个比例并不是人为设计出来的。太阳系形成阶段，地月轨道、日地轨道自然形成现在的状态。月球每年远离地球大约3.8厘米，很久之前月亮看起来更大，日全食出现的频率更高；往后月球视觉尺寸会持续缩小，日全食现象会越来越少见。这个巧合，让地球成为太阳系少数能够观测到日全食的行星。其他行星卫星和太阳的比例并不匹配，火星的火卫一体积太小，完全遮挡不住太阳。
太阳和月亮的角直径并不是固定不变。地球沿着椭圆轨道绕太阳公转，1月初抵达近日点，太阳视觉尺寸偏大；7月初到达远日点，太阳看起来更小。月球绕地球轨道同样是椭圆，近地点月亮更大，远地点会偏小。发生日食的时候，如果月亮处于近地点，角直径超过太阳，就会形成日全食；月亮在远地点，角直径小于太阳，太阳边缘会露出来，形成日环食。两者数值接近的时候，则会出现混合食。这些变化幅度在百分之几到百分之十几之间，肉眼很难直接察觉。
还有一件容易混淆的事，月亮刚升起的时候看着格外大，并不是角直径发生改变，这就是月亮错觉。地平线附近有房屋树木作为参照物，大脑会判定月亮距离更远，同时感知到更大的尺寸，形成放大效果。拿相机固定焦距拍摄，地平线位置的月亮，和头顶上空的月亮，在照片里尺寸完全一样。太阳月亮视觉大小相近，是角直径带来的巧合，地平线月亮更大属于大脑视觉加工产生的错觉，两件事需要区分开。
简单总结，太阳、月亮看上去大小差不多，是二者直径和距离的比值几乎相等。这只是数字层面的巧合，不属于基础物理规律。正是这个巧合，才让日全食能够出现，抬头看天时，两个天体仿佛一对孪生圆盘。月亮运行到近地点，视觉尺寸略大于太阳；处在远地点，又会比太阳小一些。我们日常感受到两者大小相同，只是平均状态带来的印象。
