乾隆五十七年七月十五，晴朗的夜晚，群星閃爍，人們都已入睡，年僅二十四歲的王貞儀還披風飲露，獨坐戶外，靜靜地注視著天空，仔細觀察星象的運行和變化。她一邊觀測，一邊開動腦筋，琢磨著從書本上學來的東西。
經過多次觀測和模擬實驗，終於搞清了日月食形成的原理。後來《月食解》中說，太陽照耀月亮，月亮才有光。人們站在地球上去看，只有十五才能見到望，初一才能見到朔。雖然太陽照耀月亮，但地球只要不在太陽直射月亮的光束中，人們看到的就只是一個側面，成了半圓月或彎月。朔的時候，只要太陽和月亮近於黃白二道的交點，太陽光被月亮所遮，就會出現日食。由於太陽高，月亮低，相隔非常遙遠，因此隨觀測者位置的不同，見到的食分就不同。到瞭望，只要月亮進入地球的影子，就會發生月食。
剛剛攻克一個難題，王貞儀並沒有就此滿足，半個月之後，乾隆五十八年正月初七，王貞儀開始轉向張衡對月食成因的解釋，並在食分問題上作了一些新的發揮。
八月除，隨著李塵關於地球是圓的理論剛剛出來，這個年輕的科學開始為這樣一個站不住腳的莫名想法，開始尋找理論依據，八月初六夜晚，北京城裡，一個富貴人家的族大小剛剛結束了一頓辭歲家宴，陸續回臥室歇息，唯有一位年輕婦女還未離去。
她注目凝視著房樑上一盞燃著蠟燭的吊燈和剛才設宴用過的圓桌，手裡還拿著一塊照臉用的鏡子。過了一會，她把鏡子放在圓桌近旁地上的陰影裡，又爬上桌子提高吊燈的繫繩，使燈光再照進圓鏡。後來她又把鏡子舉過頭頂，使燈光照出的鏡子的陰影落在圓桌面上……這期間，她一直緊鎖眉頭，突然間又舒展眉宇，高興得幾乎笑出聲來……。
這是誰很晚了還在「變戲法」呢？她可不是隨便玩「魔術」，而是正在鑽研一個科學問題。這就是清代女天文學家王貞儀。當年她就是用這種土辦法研究天文學中的日月食理論的。她把吊燈當做太陽，圓桌當做地球，鏡子當做月亮，用不斷變換月亮、地球和太陽之間的相對位置來研究日月食的形成原理以及月食同望月的關係。強烈的求知慾使她連除夕舉行家宴的機會也不肯輕易放過。
200年後的今天，從事天文科學的人們，誰也不會再使用王貞儀那樣的土辦法了。在我國現有的五個研究的有男有女，婦女學習、研究天文，已是極平常的事情。可是，在古代，在大清，不要說婦女，就是男人私習天文，也要冒殺頭的風險。在長達幾千年的封建社會中，天文學一直被禁錮在封建王朝的靈台秘苑中，在一些朝代只有封建朝廷的「太史院」、「欽天監」之類專職機構才有權研習天文，制定和頒布歷書。
天文學成了所謂「非凡夫所測」、「世代相傳的家業」，婦女更是被剝奪了從事科學研究的權力，被緊緊地套在「四條繩索」的枷鎖下。
在封建統治者看來，民間私習天文，尤其是婦女學天文，簡直是犯上作亂，大逆不道！勞動人民創造的天文學就這樣被少數人壟斷著，還和宗教迷信合為一體，變成愚弄人民的工具。因此，在我國古代悠久的歷史中，婦女研究天文的事真是屈指可數。王貞儀之前，比較有名的當推東漢班固的妹妹班昭
班固是《漢書》的作者，但他此書未竟，就在一次黨爭中入獄而死，留下《漢書》的《天文志》和《八表》沒有來得及去寫。東漢永元4年，由漢和帝下詔，班昭到當時的國家圖閣」，由馬續協助她收集整理、研究了西漢的天文觀測記錄，寫成《漢書》的天文志和八表，完成了她哥哥班固遺留下的工作。
《天文志》的完成，為我們今天研究西漢的天文學提供了寶貴的資料。但由於班昭長期活動在東漢王室之內，又沒有親自從事天文觀測，受讖緯神學影響很深，因此書中不乏糟粕。班昭之後，封建統治階級用封建倫理道德束縛婦女思想，致使王貞儀之前再很少出現有名的女天文學家。
雖然宋代天文學家楚衍有個女兒研究過天文數學，王錫闡有個妹妹王錫蕙也是位天文數學家，但都沒有留下研究成果，因此無怪乎連乾隆時期著名的學者錢大昕也慨歎地說，王貞儀是「班惠姬之後，一人而已」。
王貞儀原籍安徽天長縣，後居住在南京。她的祖父曾在吉林宣化府任知府等官職，收藏書籍達75箱之多，因此是一個「書香門第」的後代。她11歲跟隨祖父到宣化府生活了5年，其間結識女友，研討學問，又「學射於蒙古阿將軍之夫人，發必中的，騎射如飛」。少年時代的王貞儀已經表現出百折不撓的堅強性格。後來她又隨同祖母和父親去過北京、陝西、湖北、廣東和安徽等地，遊覽名勝古跡，見聞頗多，也接觸到不少社會實際。後來她和北京大興縣的一個叫詹枚的青年結了婚。但是她在操持家務之餘，仍孜孜不倦地刻苦學習。
沒有科學儀器，她就因陋就簡，因地制宜地進行簡單的實驗研究。為了驗證望月和月蝕的關係，對月蝕作出正確的解釋，她常在農曆十五日的晚上，在花園涼亭的正中放一張圓桌當地球，在亭中樑上用繩子垂系一盞水晶燈當太陽，在桌邊放置大圓屏鏡當月亮。將這三件物體一次又一次地擺置、挪動、轉移，變動這三者之間的方位和距離，仔細觀察，反覆琢磨，終於試驗出望月和月食的關係，從而對月食作出正確的認識，並提高到理論上加以概括和總結，終於於乾隆五十七年寫成了《月食解》，深刻地論述了月食發生、月食和月望及食分深淺的科學道理。