地球绕太阳公转的轨道是椭圆的，而且与其自转的平面有一个夹角。当地球在一年中不同的时候，处在公转轨道的不同位置时，地球上各个地方受到的太阳光照是不一样的，接收到太阳的热量不同，因此就有了季节的变化和冷热的差异。

在气候上，四个季节是以温度来区分的。在北半球，一般来说每年的3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12～2月为冬季。在南半球，各个季节的时间刚好与北半球相反。南半球是夏季时，北半球正是冬季;南半球是冬季时，北半球是夏季。在各个季节之间并没有明显的界限，季节的转换是逐渐的。

从春分经夏至到秋分，北半球处于夏半年，南半球处于冬半年。在此期间，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长;北极处于极昼，南极处于极夜;北回归线以北的太阳高度始终大于平均值，南回归线以南则小于平均值。北回归线以北太阳升起于东北方的地平圈上，降落于西北方的地平圈上。二分日全球各地太阳均升起于正东方，降落于正西方。

从秋分经冬至到春分，北半球处于冬半年，南半球处于夏半年。在此期间，南北半球的昼夜长短、极昼极夜和太阳高度，都同上述情况相反。北回归线以北太阳升起于东南方的地平圈上，降落于西南方的地平圈上。

从夏至经秋分到冬至，北半球由夏半年变为冬半年，南半球由冬半年变为夏半年。在此期间，北半球昼渐短，夜渐长，极昼带逐渐缩小;南半球昼渐长，夜渐短，极夜带逐渐缩小。北回归线以北太阳高度一直在减小，南回归线以南则在增大。北回归线以北太阳出升方向由东北变为东南，降落方向由西北变为西南。秋分日由正东升起，正西降落。

从冬至经春分到夏至，北半球由冬半年变为夏半年，南半球由夏半年变为冬半年。南北半球的昼夜长短、极昼极夜和太阳高度的变化同上述情况相反。北回归线以北太阳升起的方向由东南变为东北，降落方向由西南变为西北。

从冬至到春分和从夏至到秋分，全球各地昼长都向平均值(12小时)接近，极昼、极夜的范围都逐渐缩小。北回归线以北和南回归线以南的太阳高度都在向平均值接近。北回归线以北，太阳升起方向逐渐接近正东，降落方向接近于正西。

从春分到夏至和从秋分到冬至，全球各地昼夜长短都在向极值变化，极昼、极夜的范围都逐渐扩大。北回归线以北和南回归线以南的太阳高度也趋向极值。北回归线以北太阳升、落的方向，分别向东北、东南和西北、西南移动。

由于南北回归线之间的昼夜长短和太阳高度的变化较复杂，所占篇幅较多，我们没有充分地说明，读者自行总结出规律来也是不难做到的。在分析的时候，最好能分成几个阶段来进行。例如，在北半球，可以从春分到太阳直射该地算做一个阶段，再到夏至为第二个阶段，夏至以后到再次太阳直射为第三个阶段，以后可以把到冬至作为下一个阶段，由冬至到春分是最后一个阶段，太阳完成了一次回归运动。每个阶段昼夜长短、太阳高度、太阳的升落方向及正午时太阳的方向(例如，北半球夏至时，太阳在正午时位于天顶以北，冬至时则在天顶以南)，等等，都有较大的变化。