這是因為地球的赤道面與公轉軌道面（黃道面）之間存在黃赤交角（23°26′）造成的，因為黃赤交角，太陽相對於地球就表現為在南北迴歸線間做迴歸運動，太陽每在南北迴歸線間做一次迴歸運動叫做一個迴歸年。在一個迴歸年之中，當太陽直射北迴歸線時北半球為夏季，南半球為冬季。

當太陽直射南迴歸線時南半球為夏季，北半球為冬季。當太陽兩次直射赤道是，北半球為春季是南半球為秋季，反之當北半球為秋季是南半球為春季。所以北半球與南半球的季節是完全相反的，不僅包括夏季和冬季，連春秋兩季都是相反的。

北半球是地球赤道以北的地區。全部位於北半球的有北美洲和歐洲。在這個半球內，陸地佔39.3%，海洋佔60.7%。北半球的冬季通常是12月至2月，夏季通常是6月至8月，與南半球四季相反。北半球溫帶地區分佈最廣的兩種氣候分別是：溫帶大陸性氣候和亞寒帶針葉林氣候。

在南極和赤道之間的半個地球，赤道以南為南半球。位於南極點附近的是南極洲。巴西、澳洲是南半球最大的兩個國家。大洋洲、南美洲大部，都在南半球。亞洲的印度尼西亞因為其70%以上的國土位於南半球。

擴充套件資料：

地球上大部份的陸地（亞洲大部、歐洲全部、非洲北半部、北美洲全部、南美洲極北部）及人口都在北半球。

北半球聚集了世界大多數經濟、軍事領先的國家，比如中國、美國、日本、英國、德國、法國、丹麥、挪威、瑞典、義大利、荷蘭、西班牙、葡萄牙等國家。在北半球，冬季通常是12月至2月，夏季通常是6月至8月，與南半球四季相反。

根據地球的轉軸傾角，北半球的冬天是始於冬至（約12月22日），結束於三月分點（約3月20日）；夏天是始於夏至（約6月21日），結束於九月分點（約9月21日）。北半球最北端的地區即是北極圈，北極則是北極圈的北端。其季節大略上可以分為嚴寒的冬天和寒冷的夏天，溫度平均上來說都較其他區域低。

北極在冬天會遇到太陽連續一日或以上都在地平線以下的情況，稱為極夜；夏天則會遇到太陽連續一日或以上都在地平線以上的情況，稱為極晝。這種情況在北極圈內至少約持續一日，接近極端的區域則能持續至幾個月。

在北極圈以南、北迴歸線以北的區域則是北半球的溫帶區域，其溫度變化和北極區域比起來相對的和緩，較不常有極度的冷熱現象。但是，這種緩和的氣候也容易發生難以預測的氣象。北半球的熱帶區域（北迴歸線以南、赤道以北）的氣侯則往往是全年炎熱的天氣。一般情況下，其夏天為雨季，冬天則為旱季。

在北半球，穿過或在地平面以上的大型物體會受到科裡羅利力的影響而照順時鐘的方向移動。大型的氣流或洋流在北半球也會如此，而北太平洋和北大西洋的洋流就是最好的例子。在南半球，方向則剛好相反。