由于太阳的自转的移动地球上会出现不同的现象和影响。所以我们通常说太阳直射是四季变化的主要原因。太阳直射在3月份在北半球的赤道开始向北移动，在6月份太阳直射点在北半球的北回归线上，在9月份太阳直射点在开始向赤道以南方向移动，在12月份太阳直射点在南半球，在南回归线上。
太阳直射点每时都在向西移动，每小时移过15度经度。在地理题的计算中可粗略取每天移动0.25度纬度。
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春分 ，太阳直射点在赤道，此后北移，直至6月22日（即夏至）到北回归线。
夏至 ，太阳直射点在北回归线上，此后南移，直至9月23日（即秋分）到赤道。
秋分 ，太阳直射点在赤道，此后继续南移，直至12月22日（即冬至）到南回归线。
冬至 ，太阳直射点在南回归线上，此后北移，又在3月21日（即春分）回到赤道。 如此周而复始回归运动，周期为365日5时48分46秒，也约是365.2422天，称为一个回归年。
直射南回归线是12月23日，是北半球冬至日。
冬天的太阳偏南，冬至这天太阳南行到极致，太阳光直射南回归线，是北半球一年中白天时间最短、黑夜时间最长的一天，自这天起太阳直射点往北回返，北半球各地（我国位于北半球）太阳高度逐渐升高，白昼逐日增长。冬至是"日行南至、往北复返"的转折点，对于北半球各地来说，太阳高度自此回升，太阳光逐渐增强。
从节气规律来说，立春是“阴阳”之气中阳气升发的始点，自立春起阴阳转化，阳气上升，立春标示着万物更生、新轮回开启。而冬至则是太阳回返的始点，自冬至起太阳高度回升、白昼逐日增长，冬至标示着太阳新生、太阳往返运动进入新的循环。所以古人也把冬至看作“大吉之日”。在时年八节当中，冬至的重要程度不亚于立春岁节。
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冬至节气的到来，标志着即将进入寒冬。这天北半球虽得到的太阳辐射最少，比南半球少了约50%；但是，这并不是最冷的时候，所谓“冷在三九、四九”。这是因为地球表面有大气和水分，能够储存热量，并不是“即存即失”，而有“积热”。
因而，冬至之前天气通常不会很冷。冬至之后，虽然太阳高度角渐渐高起来了，但这是一个缓慢的恢复过程，每天散失的热量仍旧大于接收的热量，呈现“入不敷出”的状况。到了“三九、四九天”，积热最少，温度最低，天气也就越来越冷了。此时如果有冷空气的影响，天气就更为寒冷。待到过了这个“冷锋”之后，天气就会渐渐变暖。
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