這是由地球自轉和公轉造成的。夏天的時候，地球執行到公轉軌道的“近日點”，面向太陽的一面角度比較大，所以白天的時間長；冬天地球執行到公轉軌道的“遠日點”，所以恰恰相反。 太陽直射點的移動，使地球表面接受到的太陽輻射能量，因時因地而變化。這種變化可以透過晝夜長短和正午太陽高度的變化來體現。晝夜長短反映了日照時間的長短；正午太陽高度是一日內最大的太陽高度，反映了太陽輻射的強弱。二者結合起來，可以定性地表達某時某地太陽輻射能量的多少。 (一)晝夜長短的變化 自春分日至秋分日，是北半球的夏半年。在此期間，太陽直射北半球，北半球各緯度晝長大於 夜長；緯度越高，晝越長夜越短。其中，夏至日這一天，北半球各緯度的晝長達到一年中的最大值，而且北極圈及其以北地區，太陽整日不落，出現極晝現象。南半球反之。 自秋分日至次年春分日，是北半球的冬半年。在此期間，太陽直射南半球，北半球各緯度夜長大於晝長；緯度越高，夜越長晝越短。其中，冬至日這一天，北半球各緯度的晝長達到一年中的最小值，而且北極圈及其以北地區，太陽整日不出，出現極夜現象。南半球反之。 在春分日和秋分日，太陽直射赤道，全球各地晝夜等長，各為12小時。 (二)正午太陽高度的變化 同一時刻，正午太陽高度由太陽直射點向南北兩側遞減。 夏至日那天，太陽直射北迴歸線，此時，北迴歸線及其以北各緯度，正午太陽高度達到一年中的最大值；南半球各緯度，正午太陽高度達到一年中的最小值。 冬至日那天，太陽直射南迴歸線，此時，南迴歸線及其以南各緯度，正午太陽高度達到一年中的最大值；北半球各緯度，正午太陽高度達到一年中的最小值。 春分日和秋分日，太陽直射赤道。正午太舊高度自赤道向兩極遞減。 綜上所述，全球除赤道以外，同一緯度地區，晝夜長短和正午太陽高度隨季節而變化，讓太陽輻射具有季節變化的規律，形成了四季。同一季節，晝夜長短和正午太陽高度隨緯度而變化，使太陽輻射具有緯度分異的規律，形成了五帶。