Kızıl hilal, genellikle ay tutulması sırasında, ayın Dünya'nın gölgesinden geçerken oluşur. Bu durum, şu nedenlerle meydana gelir: Atmosferde ışık kırılması: Ay'a ulaşan güneş ışığı, Dünya'nın atmosferinden geçerken mavi ışığın çoğu filtrelenir ve uzun dalga boylu kırmızı ve turuncu ışıklar yansır. Ufka yakınlık: Ay ufka yaklaştıkça, ışığı daha fazla atmosfer katmanından geçer ve daha fazla mavi ışık kaybeder, bu da ayın kırmızı görünmesine neden olur. Kızıl hilal, aynı zamanda atmosferdeki toz ve partiküllerin ışığı kırmızıya bükmesi sonucu da oluşabilir.