După cum este cunoscut, axa polilor Pământului își păstrează (în primă aproximatie) direcția fixă în spațiu, ea fiind înclinata cu 66° 33' față de planul orbitei terestre. Din acest motiv, Soarele parcurge în decurs de un an cercul sferei cerești numit „ecliptică”, a carui înclinare față de ecuatorul ceresc este de 23° 27'.

La momentul solstițiului de iarnă Soarele se află deci în emisfera australă a sferei cerești, la distanța unghiulară maximă de 23° 27' sud față de ecuator, el efectuând mișcarea diurnă în lungul cercului paralel cu ecuatorul ceresc, numit „tropicul Capricornului”. Aceasta explică, pentru latitudinile medii ale Terrei, inegalitatea zilelor și a nopților, precum și succesiunea anotimpurilor.

La data solstițiului de iarnă, Soarele răsare cu 23° 27' la sud de punctul cardinal est și apune tot cu același unghi spre sud față de punctul cardinal vest. La momentul amiezii el "urcă" - ținând cont de latitudinea medie a tării noastre, de 45° - la numai 21° față de orizont. În consecință, la această dată, durata zilei are valoarea minimă din an, de 8 ore și 50 minute, iar durata nopții are valoarea maximă, de 15 ore și 10 minute (pentru București).

Evident, în emisfera sudică a Pământului fenomenul are loc invers, momentul respectiv marcând începutul verii astronomice.

Momentul solstițiului de iarnă, respectiv al începutului iernii astronomice, are loc în jurul datelor de 21-22 decembrie. Începând de atunci până la 21 iunie, durata zilelor va crește continuu, iar cea a nopților va scădea în mod corespunzător.

Urmatoarele date ale solstițiului de iarnă