前面讲过，太阳光非常强烈，肉眼偶尔一瞥太阳都感到昏花，若久盯着看太阳则会伤害眼睛，因此，切记不要肉眼直接观看太阳！古代人就间接地观看盆中混有墨水的平静表面的太阳倒像，用涂黑或烟熏的减光玻璃片来观看太阳。
俗话说“眼观六路”，肉眼可以观测日食时很多有趣现象。当然，最重要的是观赏日轮被月球遮住而发生日全食的过程，届时日轮西边缘开始出现缺口，缺口逐渐增大——这是偏食阶段。本书反复强调：日偏食时，日轮也很亮，不可肉眼直接观看，以免伤害眼睛；应戴上合格的太阳减光镜来安全地看，而且这也使眼睛完成黑暗适应过程，更好地看到日全食奇观。当月球快要完全遮住了整个日轮而剩下极细圆弧时，突然瞬间天昏地暗，视觉仿佛突然迷茫迟疑之际，日全食就开始了，摘掉减光镜，直接看日轮周围的奇观：显露出玫瑰色的太阳色球层和延展的银灰色日冕。特别令观看者惊奇的是在日全食刚开始，尤其是将结束瞬间的眩目“贝利珠”，这是因月球边缘山口透出了日轮（光球）的强光，试想在黑暗中突然闪现特别强的一束珠光，那是多么难以形容的刺激啊！当日全食刚一结束，就应当马上再戴上太阳减光镜，观赏日轮逐渐露出的偏食过程。
其实，就是日全食阶段，周围也不是完全黑的，尤其离全食带中心线较远的地方，周围如同黄昏，适应了黑暗的眼睛可以看到房屋、树木、动物、人群活动。整个日食过程，尤其日偏食的时间较长，各人可以根据爱好制定观测方案和观测项目。当然，首先是观测日食的全过程，目睹日轮如何逐渐被月球遮挡“圆缺”变化，尤其重要的是日全食的短短几分钟内显现的色球、日珥、延展的日冕特征——冕旒、冕洞、物质抛射及夺目的“贝利珠”奇观。如果特别幸运的话，或许巧遇“掠日彗星”闯入日冕的奇特现象。此外，还可以加某些别的项目，比如扫视星空是否显露出太阳所在天区的某些亮的恒星和行星。如果日全食的食延较长，尤其是在全食带中心线附近地区，天空很暗，可能看到天狼等亮星。
还可以查验一下是否如某些书刊描写的“鸟归巢，鸡回窝，动物安宁”现象，有些人看到从树叶间隙投射下来的多个偏食日轮像。有些人在食既来临前和生光刚过时观测地面上“影带”漂移。
日食针孔照相机
安全观测太阳的一种简单方法是自制“日食针孔照相机”。在内部涂黑的方箱一端开个大洞，贴上不透光的铝箔，铝箔上刺个针孔，当太阳光从针孔射进来时，就会在方箱的另端白纸上呈出日轮像。针孔与白纸的距离约1米，日轮像就相当大而清晰，也可以看到大的太阳黑子，看日偏食时效果很好。
当然，手持纸箱对向太阳很不方便，可以把方箱装个可以调整的支架上，如同后面的地平望远镜。箱子顶上还可以装个“瞄准器”，前端支个小圆片，后端架个小屏，不需眼睛直接看太阳，只要拿个纸片从圆片后逐渐移远，一边看太阳照射圆片影子，一边调整箱子方向，到圆片影子在屏中央，就达到了瞄准太阳的目的，就可以仔细看箱内白纸上的日轮像了。若为小巧些，箱子可以短一半，在白纸处放个略倾斜的平面反光镜，把太阳光反射到针孔端箱内壁的白纸上，观察日轮像。也可以用暗的房间替代箱子，把更大的日轮像投到墙上；当然，太阳像大了，也会暗淡了。实际效果取决于自己的试验。还可以在白纸处装上暗盒和底片（或照相纸），进行拍摄。根据理论和实验研究，对于直径d毫米的针孔，成像屏与孔的最佳距离L（毫米）应为，L=745×d2。例如，当针孔直径为d=1毫米时，屏-孔距离L=0·745米，太阳像直径为6·9毫米；针孔直径为d=3毫米时，屏-孔距离L=6·2米，太阳像直径为62毫米。当针孔直径、屏-孔距离增大，分辨能力也会大为提高，可以分辨出较大的太阳黑子。
用双筒望远镜的日食目视观测
光学望远镜的主件是物镜和目镜。跟照相机镜头（它也可作小物镜）的作用一样，物镜收集景物来的很多光并聚焦成出像。目镜好比放大镜，观看物镜焦面上的像。物镜及目镜的光轴应重合，装在一个镜筒内。双筒望远镜由两个同样的望远镜平行地并装在一起，便于双眼观测。上部是外貌，下部是剖面，包括调焦机构和减少杂散光的光栏，物镜和目镜都是多透镜组合的消像差镜。
双筒望远镜都标有放大倍率×物镜口径（毫米单位）的数字。例如，6×30表示放大倍率为6倍、物镜口径为30毫米；10×50表示放大倍率为10倍、物镜口径为50毫米。
望远镜主要有2个作用：①增加聚光。人眼瞳孔小（最大直径仅8毫米），因而看不见暗物体，由于物镜聚光而可以看见很暗的物体。②提高分辨能力。譬如，人眼直接分辨不出小于1角分的物体细节，而6倍（10倍）的望远镜则可分辨10角秒（6角秒）的细节。对于日食观测来说，就是在偏食阶段，眼睛都必须戴太阳减光镜才能安全地看日轮，而由于望远镜物镜聚光的日轮像亮得多，就更不能用眼睛直接去看！必须在物镜前面加上减光“密度”更大（即透射率更小）的减光片，为了安全保护眼睛，可以再在目镜后方装个屏，眼睛观看目镜呈出的日轮放大像。只有日全食阶段，才可以自由地用望远镜直接目视观测暗淡的日冕形态细节。小型双筒望远镜用手持巡视风景当然方便，但观测日食最好用可调节的三脚架，作小型天文望远镜用。
用天文望远镜的日食目视观测
就光学系统来说，天文望远镜也是双筒望远镜，只是一大、一小的两个用途不同的望远镜光轴平行地并装在一起。小望远镜是“寻星镜”，它的放大倍率低、但可见到的范围——“视场”大，容易寻找到观测对象。大望远镜的物镜大，聚光能力强，可以呈出很亮的天体像；分辨本领高，可以分辨出细节（很近的双星，日轮及月球表面的细节）；有焦距不同的几个目镜可供选用。
为了更好地配备和使用天文望远镜，应熟知其几个主要光学性能。
物镜是望远镜的最主要部件，一般说，物镜总是因某些条件限制而有缺陷或像差的，在尽量做到较理想的光学成像质量条件下，物镜的性能就由其“口径”（直径）D和焦距F决定；聚光能力跟物镜面积（πD2／4）成正比；目视观测分辨角为θ（角秒）=140／D（毫米）。因此，要想看清楚1角秒的太阳小黑子或日全食时的日珥或日冕射线，就需要物镜口径14厘米以上的望远镜。实际上，地球大气扰动常使分辨角达2角秒以上，日食观测用物镜8厘米的小型望远镜也还是相当好的。
用望远镜进行目视观测的放大倍率等于物镜焦距与目镜焦距之比。应指出，在天文观测或光学中，一般用角度，确切地说，放大倍率是指“角放大倍数”。望远镜目视观测的有效放大倍率就是眼睛分辨角与看到天体像细节的角大小之比。例如，取眼睛分辨角为2角分，看到天体像细节的角直径为1角秒，那么，放大倍率就是120倍。实际上，天文观测很少用到放大倍率200倍以上的，有些销售望远镜的广告上说什么500倍、1000倍，那是虚假说辞！用很高的放大倍率并不能看到更小的细节，反而天体像是模糊和抖动的，而且，还有视场太小及像的视亮度不足之弊。
由于物镜及目镜总有像差等缺点，仅其光轴附近区域成像良好，此区域对应的星空角径称为“工作视场”。目视望远镜仅观测到星空的小部分区域，若目镜的工作视场角半径为ω′，放大倍率为G时，实际视场2ω可用tanω=tanω′／G计算。显然，放大倍率越大，视场越小，二者难以完全兼顾。
望远镜常按照物镜类型分为3类：①折射望远镜。物镜由2块或多块不同型号玻璃透镜组成，一般焦距较长、相对口径较小的，工作视场大。②反射望远镜。物镜是凹面（常为抛物面，且表面镀铝或银）反光镜，还常加较小的副镜来改变光路，一般口径可以很大，但视场小。③折反射望远镜。物镜由改正透镜和球面反射镜组合，相对口径和视场都很大。日食观测用马克苏托夫-卡塞格林式的折反射望远镜较好，折射望远镜也好，反射望远镜虽然良好视场不够大，但也可用。
为了便于望远镜灵活地对向天体，望远镜安装在机械装置上。机械装置包括基座（如基墩、稳定的三脚支架）及其上面两个相互垂直的转轴、刻度盘与指标、止动和微动旋钮。机械装置按转轴方向的不同常用地平式和赤道式两类。
地平装置的两个轴是垂直轴和水平轴。望远镜随垂直轴转动可对向天体的地平经度（方位角），随水平轴转动可对向天体的地平高度角或天顶距。因为天体周日运动，其地平坐标（方位角和高度角）随时间变化，为跟踪观测天体则需望远镜同时且不均匀地绕两轴转动，虽然可以由电脑程序控制两种转动，但地平式装置有一个缺点——星像会绕望远镜光轴旋转，尤其是对有视面天体（如太阳、月球、行星、星云等）长时间照相观测不利，因此，一般普及型望远镜不采用地平装置，而用赤道式装置。
赤道装置的两个轴是极轴和赤纬轴。极轴平行于地球自转轴，而赤纬轴平行于赤道面。望远镜随赤纬轴转动可对向天体的赤纬。望远镜随极轴转动可对向天体的赤经。多数望远镜采用赤道式机械装置，常称为赤道仪，只需一个直流微电机驱动就可以自动跟踪天体的周日运动。赤道仪的具体机械装置又有几种，叉式装置是较便捷的。关于望远镜的安置使用技术，可参阅《星空观测指南》（南京大学出版社，2003）的有关章节。
在日全食观测中，可用低倍率看全貌，再换高倍率看细节。然而，日全食的食延很短暂，应事先筹划并熟练操作。需指出，一般望远镜换目镜后，常需要重新调焦，应当事先弄好设备，以免临时慌张出错，耽误时间，影响观测效果。或者采取折中办法，只用适中倍率的一个目镜。
物镜所成日轮像的视亮度与物镜口径D的平方成正比，与其焦距F的平方成反正比，或者说，与相对口径——“光力”（D／F）的平方成正比；而F／D称为“焦比”。照相机常用“光圈”控制物镜旁的光栏大小来改变通光口径，光圈数（N）实际就是焦比，但又惯用F／N表示，称N值小的为强光力。人眼通过目镜观测该像的视亮度与放大倍率的平方成反比，如果放大倍率过大，像的视亮度就很暗淡了，若低于眼睛的敏度下限则就看不见了。
虽然日全食的机会难得，无法进行实际观测试验；但也可以根据以往的日全食资料，用月球或实验室灯箱做模拟试验，总结出几套好的方案备用。熟能生巧，在试验探索中，可能有很好的发现和体会，提高能力，得到启迪和乐趣！而在实际日食观测中取得丰硕成果。眼睛对某些特征还是很敏锐的，可以把观测到的奇观素描和记载下来。