天文大潮通常发生在月相为新月或满月时，这是因为在这两个阶段地球、月球和太阳处于一条直线上，引力效应最大。
当这种情况发生时，地球和月球之间的引力会产生最大的潮汐力，导致海洋水位升高或降低。
而在半月相时，太阳、地球和月球之间的引力相互抵消，因此潮汐力较小。所以天文大潮出现时的月相通常为新月或满月。
天文大潮出现时，我们通常会观察到新月或满月的月相。这种潮汐现象的形成，主要源于月球和太阳对地球的引力作用。
当月相为新月时，即农历初一，月球、地球和太阳三者近似处于一直线上，此时月球和太阳对地球的引力效应叠加，导致海水受到更大的牵引力，从而引发大潮。同样，当月相为满月时，即农历十五，也会出现类似的情况，此时月球和太阳再次处于地球的同一侧，引力叠加，形成大潮。
具体来说，月球绕地球转动，而地球又带着月球一起绕太阳转动。潮汐力是由月球和太阳的引力作用而产生的。因为月球离地球较近，所以月球的引潮力较大，它引起的潮汐现象较为显著。太阳虽然离地球很远，但由于它的质量远大于月球，其引潮力仍是月球引潮力的2.17倍。每当农历初一或十五时，太阳、月球、地球排在或接近一条直线上，月球和太阳的引潮力叠加，使海水受到较大的引潮力，从而引起“大潮”。而在农历的初八和二十三，月球、地球、太阳三者之间的相对位置差不多成直角，月球的引潮力被太阳的引潮力削弱，海水所受到的引潮力较小，从而引起“小潮”。
总的来说，天文大潮的月相以及形成原因都与天体之间的相对位置以及它们对地球的引力作用密切相关。这种现象既是大自然的神奇展现，也是人们理解宇宙运行规律的重要窗口。
天文大潮的产生的原因基本是由太阳与月球的引力引起的多。以月球潮汐为例，地球和月球是相互围绕一个共同的质量中心转动的。只不过这个质量中心在地球内部。因此在地球上面朝月球的一面，由于月球的引力作用，水体向月球方向移动，形成涨潮。与此同时，在看不到月球的另一面，由于距离地月质量中心较远。因此地球围绕地月质量中心转动产生的离心力就比较大，大量的水体同样向地球背面移动，因此在与月球相对的另一面，也会形成涨潮。由于大量的水向地球上面对和背对月球的区域移动，因此在两个涨潮区之间形成了落潮区。也就是说，月球的引力实际上形成了两个涨潮区和两个落潮区。
这种情况在太阳潮汐当中也是一样的。因此在初一和十五，日地月形成直线的时候，月球潮汐和太阳潮汐的两个涨潮区都同时相互重合，因此形成天文大潮。而在日地月呈90度时，月球潮汐的涨潮区和太阳潮汐的落潮区重合，落潮区和太阳潮汐的涨潮区重合，因此形成小潮。
随着人们对潮汐现象的不断观察，对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在他著的《海潮图序》一书中说：“潮之涨落，海非增减，盖月之所临，则之往从之”。哲学家王充在《论衡》中写道：“涛之起也，随月盛衰。”指出了潮汐跟月亮有关系。到了17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律之后，提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设，科学地解释了产生潮汐的原因。