地球自轉產生晝夜之分，地球公轉就產生了春夏秋冬四季的變化 。季節更迭的根本原因是地球的自轉軸與其公轉軌道平面不垂直，偏離的角度是23度26分（黃赤交角） 。在不同的季節，南北半球所受到的太陽光照不相等，日照更多的半球是夏季，另一半是冬季 。
冬至日的天文現象：每年的12月21、22日或23日 。太陽直射點在南回歸線上（即南緯23°26），南半球各地晝最長，夜最短 。南半球緯度越高的地方，白晝越長，黑夜越短 ， 南極圈內出現極晝現象 。
【冬的由來】北半球則完全相反 。地球上距南回歸線越遠的地方，太陽光線越傾斜，獲得的太陽光熱越少 。相比之下，此時南半球比北半球獲得的熱量多 。由于太陽輻射到地面的能量仍比地面向空中發散的少，所以在短時間內氣溫繼續降低 。一般北半球12、1、2三個月是冬季，南半球是夏季 。