A Lua Sangrenta ocorre quando um eclipse lunar e a Super Lua ocorrem simultaneamente. O Eclipse lunar consiste no alinhamento entre Sol, Lua e Terra, tendo em vista que esta fica entre os dois primeiros.
A Super Lua, por sua vez, ocorre quando este satélite se aproxima o máximo possível da Terra. Quando ocorre na fase cheia da Lua, o fenômeno torna-se muito mais chamativo, uma vez que faz com que a Lua pareça muito maior.
Quando estes dois fenômenos ocorrem concomitantemente, os raios solares não alcançam completamente a Lua e ela parece maior do que geralmente é, resultando nos tons avermelhados da Lua Sangrenta, e sua dimensão chamativa.
Os tons avermelhados acontecem especialmente em função de um outro fenômeno, chamado Dispersão de Rayleigh, que consiste na absorção que a atmosfera faz de várias frequências eletromagnéticas dos raios solares menos da vermelha.