ביום המשפט הגדול, המהפך העולמי אינו מוגבל רק לארץ, אלא מהדהד עד לגרמי השמים העליונים, המאבדים את מראם וזוהרם. ברמה הלשונית, המילה קָדָרוּ מבטאת חושך ושחרות, המילה אָסְפוּ משמעותה הכניסו פנימה, והמילה נָגְהָם מכוונת לאורם ולזריחתם [מצודת ציון, רש"י, שטיינזלץ]. מבחינת מסורת הכתיב, המילה וְכוֹכָבִים נכתבת בספרים המדויקים בכתיב מלא, עם האות וי"ו [מנחת שי].
הפרשנים מציגים מספר רבדים להבנת תופעה קוסמית זו. ברובד הפשטני, המאורות פשוט יפסיקו להאיר ויחשכו לחלוטין ביום ה' [שטיינזלץ]. לעומת זאת, גישה אחרת מסבירה כי החושך אינו בהכרח שינוי פיזי במערכת השמש, אלא ביטוי סובייקטיבי לתחושתם של הנענשים. מתוך גודל הצרה, הפחד והאימה שייפלו עליהם, ידמה להם כאילו השמש והירח השחירו והעולם כולו חשך בעדם [מצודת דוד, רד"ק, אבן עזרא].
רובד עמוק יותר קושר את החשכת המאורות לביטול חוקי הטבע והמערכת האסטרולוגית. גרמי השמים, שבאופן טבעי משפיעים על המערכת העולמית ומורים על הצלחת האומות, יבטלו את פעולתם ולא יגנו עוד על הגויים. השמש, הירח והכוכבים יפסיקו לפעול במסלולם הרגיל, מה שמסמל את סיום ההנהגה הטבעית של העולם והעברת השליטה באופן מוחלט וישיר לידי ה' [מלבי"ם, אברבנאל].
בנוסף לכל אלה, יש המפרשים את הפסוק כמשל פוליטי ומדיני, ולפיו השמש, הירח והכוכבים אינם אלא סמל למלכי האומות ולמעצמות הגדולות. החשכתם ואובדן אורם מסמלים את קריסת המלכויות ונפילתם של מנהיגי העולם ביום הדין [אברבנאל].