由于地球绕太阳旋转的轨道面同赤道面不是一致的，而是保持一定的倾斜，所以一年四季太阳光直射到地球的位置是不同的。以北半球来讲，太阳直射在北纬23、5度，天文上就称为夏至，太阳直射在南纬23、5度时称为冬至。

对于北半球而言，太阳直射南回归线，这是太阳向南能够直射到最远的地方。由于太阳照射角度影响了气温，而直射比斜射温度更高，所以，当太阳直射南回归线的时候，北半球的太阳照射角度达到全年最低，如果抛开其他因素，北半球在冬至这天达到最低温。