北半球春分至秋分，昼长于夜；秋分至来年春分，夜长于昼，南半球相反。
地球在绕太阳公转的过程中，地轴始终与轨道面倾斜成66度34分的夹角。由于地轴的倾斜，当地球处在轨道上不同位置时，地球表面不同地点的太阳高度是不同的。
太阳高度大的时候，太阳直射，热量集中，就好像正对着火炉一样；而且太阳在空中经过的路径长，日照时间长，昼长夜短，必然气温高，这就是春分至秋分。
反之，太阳高度小时，阳光斜射地面，热量分散，相当于斜对着火炉；而且太阳在空中所经路径短，日照时间短，昼短夜长，气温则低，这就是秋分至来年春分。
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北至日，太阳直射点移至北回归线，晨昏圈偏离两极，与南、北极圈相切。这时，昼弧与夜弧的分割最为悬殊。如图所示：北半球（太阳直射的半球）各纬度昼最长而夜最短；南半球相反。
北半球的昼长和南半球的夜长，皆随纬度增高而增大。到北极圈内，纬线全线是昼弧，昼长达24小时，“夕阳”连着“朝辉”，终日太阳不落，称为极昼。在南极圈内，纬线全线位于夜半球，24小时漫漫长夜，终日不见太阳，称为极夜。
赤道是唯一保持昼夜等长的地方。从几何上说，赤道和晨昏圈都是地球的大圆；两个大圆相交，必相互等分。
参考资料来源：百度百科——昼夜变化
以北半球为例，春、秋分日太阳直射点的位置是赤道，昼夜等长。夏至日太阳直射点的位置是北回归线，昼长夜短。冬至日太阳直射点的位置是南回归线，昼短夜长。
北半球春分日至夏至日、冬至日至次年春分日太阳直射点向北移动，昼越来越长。夏至日至冬至日太阳直射点向南移动，昼越来越短。
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同一纬线上各地昼夜长短相同，日出、日落时刻相同。南北纬两条度数相同的纬线，其中一条的昼长（夜长）等于另一条的夜长（昼长）。同一地点，一年中有两天昼长（夜长）相同、日出（日落）时刻相同，这两天就是与夏至日或冬至日相距天数相等的两个日期。
全球昼夜长短变化幅度由赤道（为0）向南北两侧递增（最大为24小时）。极昼、极夜天数由极圈（一天）向极点递增（半年）。根据日出、日落时间求昼夜长短的计算方式是：
某地昼长=（12时-日出时间）2；
某地夜长=（24时-日落时间）2；
参考资料来源：百度百科-太阳直射点
夏至日：北半球昼长夜短，越向北昼越长，北极圈及其以北出现极昼；南半球昼短夜长，越向南昼越短，南极圈及其以南出现极夜；赤道昼夜等长。
冬至日：北半球昼短夜长，越向北昼越短，北极圈及其以北出现极夜；南半球昼长夜短，越向南昼越长，南极圈及其以南出现极昼。赤道昼夜等长。
春分日、秋分日：全球昼夜等长。
春分春分昼夜平分，为什么呢？春分是天文类节气，有两重含义。一是这天太阳光直射赤道，各地昼夜时间相等。二是古时以来立春至立夏为春季，春分正当春季三个月之中，平分了春季。“昼夜长短平均，春季九十日平分”。
目前，有关节气记载的最早文献记录见之于《尚书·尧典》：“日中星鸟，以殷仲春；日永星火，以止仲夏：宵中星虚，以殷仲秋；日短星昂，以止仲冬。”“日中”、“日永”、“宵中”、“日短”分别相当于春分、夏至、秋分、冬至。据推定，这是约公元前11世纪（殷周之际）的天象。可见，那时便有了春分的概念。
《月令七十二候集解》：“（夏历）二月中，分者半也，此当九十日之半，故谓之分。秋同义。”
汉董仲舒《春秋繁露·阴阳出入上下》：“至于中春之月，阳在正东，阴在正西，谓之春分。春分者，阴阳相半也，故昼夜均而寒暑平。”
自古以来，"玄鸟，燕也。以春分来，秋分去。"春分作为二十四节气之一，指导着农事。
本回答被网友采纳春分、夏至、秋分、冬至的昼夜变化情况是春分、秋分时南北半球都昼夜等长，而夏至时北半球昼长夜短，南半球昼短夜长；冬至是北半球昼短夜长，南半球昼长夜短。
昼夜由自转产生，但昼夜的长度并非等于自转周期，因为当地球自转一周后，同时进行了公转，公转使地球对于太阳的相对角度发生变化，而昼夜是以太阳照在地球上的范围来看的，所以一昼夜比自转周期多3分56秒。
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由于地轴是倾斜的，所以地球上不同地区的昼夜长短是不同的。在地球的南北两极地区，太阳终年斜射，昼夜长短变化最大。南北半球的高纬度地区还会出现太阳终日不落或终日不出的现象，即一天24小时都是白天或者都是黑夜，这就是极地地区的“极昼”和“极夜”现象。在南北极点，有长达半年的极昼和极夜。
春、秋分日太阳直射点的位置是赤道，昼夜等长。夏至日太阳直射点的位置是北回归线，昼长短。冬至日太阳直射点的位置是南回归线，昼短夜长。北半球春分日至夏至日、冬至日至次年春分日太阳直射点向北移动，昼越来越长。夏至日至冬至日太阳直射点向南移动，昼越来越短。
每年公历3月20日左右，太阳位于黄经0°春分点时，为春分。这一天，太阳几乎直射地球赤道，全球各地几乎昼夜等长，不考虑大气对太阳光的折射与晨昏蒙影。春分过后，太阳直射点继续由赤道向北半球推移，北半球各地开始昼长夜短，即一天中白昼长于黑夜；南半球各地开始昼短夜长，即一天中白昼短于黑夜。故春分也称升分。
而在南北两极，春分这一天，太阳整日都在地平线上。此后，随着太阳直射点的继续北移，北极附近开始为期6个月的极昼，范围逐渐扩大，南极附近开始为期6个月的极夜，范围逐渐扩大。北半球各地从冬至开始白昼越来越长，但是从春分开始白昼才比黑夜长，从夏至那天开始白昼越来越短，但是从秋分开始白昼才比黑夜短。
