Trong hiện tượng nguyệt thực toàn phần, toàn bộ Mặt Trăng sẽ rơi vào vùng tối nhất của Trái Đất. Khi nguyệt thực gần toàn phần xảy ra, hơn 99.1% hình ảnh của Mặt Trăng sẽ bị che khuất.
Thời điểm thuận lợi nhất để quan sát nguyệt thực là khi nó đạt đỉnh, đó là vào ngày 19/11 lúc 9:03 UTC (tại Việt Nam là lúc 16h03). Một phần nguyệt thực có thể được nhìn thấy tại khắp Bắc Mỹ, cũng như các khu vực lớn tại Nam Mỹ, Polynesia, Đông Úc, và Đông Bắc Á.
Các mốc thời gian dưới đây được tính theo múi giờ UTC (tại Việt Nam là UTC+7) vào ngày 19/11/2021:
6:02 Nguyệt thực penumbra (là khoảng không gian được giới hạn bởi những đường tiếp xúc trong giữa Trái Đất và Mặt Trăng): Mặt Trăng đi vào bóng penumbra của Trái Đất, phía bên ngoài của vùng tối. Ánh sáng của Mặt Trăng tắt dần, nhưng hiệu ứng khá mờ nhạt.
7:19 Nguyệt thực bán phần bắt đầu Mặt Trăng tiến vào vùng tối của Trái Đất và nguyệt thực bán phần bắt đầu. Với mắt thường, khi Mặt Trăng tiến vào vùng tối, nhìn nó giống như Mặt Trăng đang bị gặm từng miếng một. Một phần Mặt Trăng nằm trong vùng tối sẽ trở nên đen đặc.
8:45 hơn 95% Mặt Trăng đã vào vùng tối và sẽ chuyển màu đỏ. Màu sắc này có thể sẽ dễ nhìn hơn khi sử dụng ống nhóm hoặc kính thiên văn. Sử dụng máy ảnh trên giá ba chân với hiệu ứng phơi sáng trong vài giây cũng có thể giúp hiện màu.
9:03 Nguyệt thực đạt đỉnh. Đây là thời điểm thuận lợi nhất để quan sát màu đỏ của Mặt Trăng.
9:20 màu đỏ nhạt dần khi ít hơn 95% Mặt Trăng đã ở trong vùng tối Trái Đất. Hiện tượng này có thể được liên tưởng như Mặt Trăng bị gặm dần dần ở phía đối diện so với trước.
10:47 Nguyệt thực bán phần kết thúc Toàn bộ Mặt Trăng nằm trong bóng penumbra của Trái Đất, nhưng một lần nữa, ánh sáng tắt rất chậm.
12:04 Nguyệt thực penumbra kết thúc.
Ngoài ra, trong khi nguyệt thực diễn ra, Mặt Trăng sẽ di chuyển qua phía Tây của chòm sao Kim Ngưu. Cụm sao Pleiades ở góc bên phải, và cum Hyades – bao gồm cả ngôi sao sáng Aldebaran, đôi mắt của Kim Ngưu - ở góc dưới bên trái.
Nguyệt thực đã làm cho bầu trời của chúng ta có màu xanh, hoàng hôn có màu đỏ. Nó được gọi là hiện tượng tán xạ Rayleigh. Ánh sáng di chuyển dưới dạng sóng, và những sóng màu khác nhau sẽ có các tính chất vật lý khác nhau.
Ánh sáng lam có bước sóng ngắn hơn và bị tán xạ bởi các vật chất trong khí quyển Trái Đất dễ dàng hơn so với ánh sáng đỏ, loại ánh sáng có bước sóng dài hơn. Mặt khác, ánh sáng đỏ có thể di chuyển xuyên thẳng qua khí quyển.
Khi Mặt Trời ở trên đỉnh đầu, chúng ta nhìn thấy ánh sáng lam bao phủ bầu trời. Nhưng khi Mặt Trời lặn, ánh sáng phải đi qua nhiều lớp khí quyển hơn và di chuyển xa hơn mới đến được mắt ta. Ánh sáng lam từ Mặt Trời đã bị tán xạ hết, chỉ còn lại những ánh sáng có bước sóng dài hơn như đỏ, cam và vàng đi được tới nơi.
Trong khi nguyệt thực xảy ra, Mặt Trăng chuyển đỏ vì chỉ những ánh sáng nào qua được khí quyển Trái Đất mới tới được Mặt Trăng. Vì vậy nên khí quyển Trái Đất càng nhiều mây và bụi thì Mặt Trăng sẽ càng đỏ. Như thể mọi bình minh và hoàng hôn trên thế giới đều chiếu về Mặt Trăng.
