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回歸線間做回歸運動，太陽每在南北回歸線間做一次回歸運動叫做一個回歸年。在一個回歸年之中，當太陽直射北回歸線時北半球為夏季，南半球為冬季。

當太陽直射南回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。北半球溫帶地區分布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。

南半球的季節與北半球的季節相反，是因為太陽的直射點在南北回歸線間往復移動。

地球繞太陽公轉時，地軸總是傾斜的，角度為66°34′，且傾斜的方向始終不變。這樣，就引起了太陽在地球表面的直射點在南、北回歸線之間移動。當太陽直射北回歸線時，北半球單位面積得到的太Sunny熱量多，且北半球白晝比黑夜長，所以，北半球氣溫處於一年中最高的時候，為夏季；這時南半球受到太陽斜射，光線透過大氣層的路程較遠，單位面積得到的太Sunny熱量少，且黑夜比白晝長得多，因此，處於一年中最冷的冬季。當太陽的直射點由北回歸線向南回歸線移動時，北半球獲得太陽輻射熱量逐漸減少，由夏季進入秋季，進而轉入冬季；而南半球卻正好相反，它獲得的太陽輻射量卻由少逐漸增多，由冬季進入春季，進而過渡到夏季。