Le maree sono dovute al fatto che la Terra, non essendo puntiforme risente dell'attrazione gravitazionale della Luna ( o del Sole o si altri corpi celesti) in modo diverso nei vari punti della Terra che son a diversa distanza dalla Luna.

Il moto dei corpi celesti, descritto dalle leggi di Newton, viene considerato tra i loro centri di gravità, pertanto ogni variazione dell'attrazione gravitazionale che si riscontra tra a i vari punti della terra verrà riferita al sua centro.

Per studiare matematicamente l'entità degli effetti di marea calcoliamo la differenza tra l'attrazione gravitazionale che subisce un elemento di massa m al centro della terra e uno uguale sulla sua superficie in un punto in modo che sia q l'angolo che il raggio in quel punto forma nel centro della Terra con la direzione Terra Luna.

Supponendo la Luna molto lontana avremo che la differenza delle forze che agiscono sui due elementi di massa considerati sarà dato da:

D F = G m M_L / (R-r cos q )² - G m M_L/ R²
dove R indica la distanza Terra Luna M_L La massa della luna ed r il raggio terrestre, semplificando si ottiene:

D F = G m M_L/ R² ( 2 r/R cos q + r²/R² cos²q )/( 1-r/R cos q )²

considerato però che r<<R i termini in r²/R² al numeratore e in r/R al denominatore possono venire trascurati, l'espressione si riduce a :

da ciò si deduce che l'effetto di marea sulla Terra è proporzionale al raggio della Terra, inversamente proporzionale al cubo della distanza dalla Luna e inoltre è massimo nel punto in cui la Luna è allo zenit.

Un calcolo analogo si può fare per calcolare gli effetti di marea dovuti al Sole.

Dimostriamo ora che l'effetto di marea dovuto alla Luna è maggiore di quello dovuto al sole infatti, i dati astronomici sono

M_L = 0.0735 x10²⁴ kg

R_L = 3.84 x10⁸ m

MS = 1.989x10³⁰ kg

R_S = 1496x10⁸ m

D F_L/D F_S = (M_L/R_L³) / (M_S/R_S³) = 2.18

da cui si deduce che gli effetti di marea dovuti alla Luna sono oltre il doppio di quelli dovuti al Sole.