這是由地球自轉和公轉造成的.夏天的時候,地球運行到公轉軌道的“近日點”,面向太陽的一面角度比較大,所以白天的時間長；冬天地球運行到公轉軌道的“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.這種變化可以通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于
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(qū),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于晝長；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(qū),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,太陽直射北回歸線,此時,北回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,太陽直射南回歸線,此時,南回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(qū),晝夜長短和正午太陽高度隨季節(jié)而變化,讓太陽輻射具有季節(jié)變化的規(guī)律,形成了四季.同一季節(jié),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(guī)律,形成了五帶.