Umbra este o zonă în care lumina directă, generată de o sursă de lumină, nu poate ajunge datorită împiedicării trasmiterii acesteia prin existența unui obiect opac între sursa de lumină și zona umbrei. Umbra este o proiecție bidimensională a obiectului opac interpus, reproducând cu o oarecare precizie silueta corpului tridimensional. Precizia siluetei depinde de mai mulți factori, dar în primul rând de unghiul sub care se găsește suprafața pe care este proiectată umbra față de bisectoarea conului unghiului solid al difuzării luminii.
Un obiect astronomic creează o umbră vizibilă de dimensiuni mari pe suprafața planetei noastre, atunci când magnitudinea aparentă a corpului ceresc este egală sau mai mică decât - 4. Un astfel de caz de umbră se produce în timpul fenomenului astronomic cunoscut ca eclipsă. Actualmente singurele corpuri cerești capabile de a produce umbre semnificative pe Pământ sunt Soarele, Luna și, în anumite condiții, planeta Venus.
Variația umbrei în timp
Lungimile umbrelor se pot modifica substanțial în decursul zilei. Astfel, lungimea proiectată pe sol este proporțională cotangenta cu unghiul de înclinare al Soarelui, sau unghiul relativ θ cu orizontul. La răsărit și apus, când θ = 0° și cotangenta unghiului (θ) este infinită, umbrele pot fi extrem de lungi. Similar, dacă soarele se găsește la zenitul ceresc al zilei, atunci θ = 90° (sau tinde către 90°), ctg(θ) = 0 (sau tinde către 0), și umbrele sunt fie foarte mici, fie dispar (aproape) complet.
