Durante su viaje alrededor del sol la tierra describe una elipse llamada órbita. El cambio de las estaciones a lo largo del año se produce al darse la particularidad de que el eje de rotación de la Tierra se encuentra inclinado respecto del plano de la órbita.

Esto hace que los rayos del Sol incidan de forma diferente a lo largo del año en cada hemisferio. Debido a esta característica la Tierra pasa por cuatro momentos importantes durante su movimiento de traslación:

En el Solsticio de Verano,21 o 22 de junio, el Hemisferio Norte se inclina hacia el Sol. Los días son mas largos que las noches y los rayos del Sol en la vertical del Trópico de Cáncer, iniciándose en este hemisferio la estación más calurosa, el verano. Sin embargo en el Hemisferio Sur se produce la situación contraria, iniciándose entonces el invierno.

En el Equinoccio de Otoño, 22 o 23 de septiembre, los días y las noches tienen igual duración en todo el planeta, al situarse el Sol en la verticalidad del Ecuador, comenzando el otoño en el Hemisferio Norte y la primavera en el Sur.

La palabra equinoccio proviene del latín aequnociium que significa "noche igual".

En el solsticio de Invierno,22 o 23 de diciembre, es el Hemisferio Norte el que tiene los días más cortos que las noches, a la vez que los rayos del Sol inciden de una forma más oblicua, al situarse el Sol en la vertical del Trópico de Capricornio, comenzando en este hemisferio la estacón más fría, el invierno.

En el Hemisferio Sur produce la situación contraria, iniciándose el verano.

En el equinoccio de Primavera, 20 o 21 de marzo, los días y las noches tienen igual duración en todo el planeta, al situarse de nuevo el Sol en la vertical del Ecuador, comenzando la primavera en el Hemisferio Norte y el otoño en el Hemisferio Sur.

A causa de la excentricidad de la órbita terrestre, las estaciones no tienen la misma duración, ya que la Tierra recorre su trayectoria con la velocidad variable. Va mas deprisa cuanto más cerca está del Sol y más despacio cuanto más alejada.

A causa de perturbaciones que experimenta la Tierra mientras gira en torno al Sol. no pasa por los solsticios y equinoccios con exactitud, lo que motiva que las diferentes estaciones no comiencen siempre en el mismo preciso momento.