一天之中，太陽會繞行天北極一周。但由於地球上觀測者所在的緯度不同，以及太陽相對於地球的角度不同，所以太陽運行於地平面以上（白天）的時間長短也會有所不同。
以位在臺灣地區（約北緯23.5°）的觀測者來說，夏至當天太陽直射北回歸線，在天空的位置最偏北（圖1-87）。一整天太陽的運行軌跡，有超過一半在地平面之上，是一年當中白天最長的日子。過了夏至之後，太陽的位置漸漸往天空的南方移動，白天的長度漸漸縮短。到秋分當天，太陽在空中的運行軌跡正好有一半在地面之上（白天），另一半在地面之下，因此當天的晝夜時間是等長的。
秋分之後，太陽持續往南移動，白天的時間漸漸變得比晚上短（晝短夜長）。直到冬至那天，太陽直射南回歸線，是一天當中白天最短的日子。過了這一天之後，太陽的位置開始北移，白天的時間開始變長，會在春分時達到日夜等長，並在夏至時再次達到白天時間最長的一天。
位在北半球不同緯度的觀測者，不同季節晝夜長短的關係大致相同，不同的是白天和晚上的時間長度比例。越是在高緯度地區，夏至時白天的長度就越長，在北極圈裡面甚至整天都是白天；相對來說，高緯度地區冬至時的黑夜時間也就比中低緯度要更長。
至於位在南半球地區的觀測者，同樣日期的晝夜長短，則和北半球正好相反（圖1-88）。
