四季变化是地球的自转倾角和绕太阳公转共同作用的结果。
地球公转的轨道是接近正圆的椭圆,太阳位于一个焦点上。地球的公转周期为一年,地球公转轨道(黄道平面)与地球的自转平面(赤道平面)之间的夹角为黄赤夹角,角度是23度26分,这就造成了太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间移动,形成了温带地区的四季更替。
四季的变化实际就是太阳直射点的变化,每年的3月21日,太阳直射赤道,全球昼夜平分,是我们(北半球)的春分日,到了6月22日,太阳直射点北移至北回归线,成为北半球白昼最长的一天,也就夏至日,其后太阳直射点转向南移,9月23日直射赤道,为秋分日,12月22日移至南回归线,就到了我们的冬至日。而南半球的情况正好相反。