季节

地球的时间轴

由于地球自转轴与太阳系黄道面之间的夹角并非直角，因此一年有四季之分。不同的季节，日夜长短有别，看到的天空也不相同。不断变化的天空以及天球两极的指向，周期也受自转轴倾角的影响，变得更长。

地球一边围绕太阳公转一边自转，自转轴倾角大约是23.5度。地轴始终指向一个方向，因此两个半球接受的光照永远不一样（参见对页）。

六月份时，北半球处于“夏至”，太阳出现的时间长，太阳高度角大。与此同时，南半球白天的时间短于夜间，太阳在天空中的位置看起来更低，太阳发出的热对南半球的影响减弱。六个月之后，北半球迎来“冬至”，南半球的状况与六个月前正好相反。冬至和夏至之间的三月和九月，南北半球接收的光照相当，分别处于春分和秋分时节。

午夜的太阳

季节变化对高纬度地区的影响最大（地球赤道附近的热带地区，一年四季接受的光照几乎没什么变化）。北极圈和南极圈内（北纬66.5度线以北，南纬66.5度线以南），冬至期间完全见不到太阳，夏至期间太阳不会落入地平线——在午夜也能看到太阳。南极点和北极点更极端，夏天连续六个月日不落，冬天连续六个月看不见日出。

四季交替

地球围绕太阳公转时，由于地球自转轴一直指向太空的同一方向，地球表面接受的光照因此存在一定差异。冬至和夏至时，差距扩大到极致；春分和秋分时，南北半球接受的光照相当。

旋进运动

虽说地球的自转轴长年指向同一方向，但是由于太阳和月亮对地球赤道地区的引力作用，导致地球自转轴逐渐偏移，追踪它摇摆的顶部，以大约25800年的周期扫掠出一个圆锥。自转轴周期性的偏移，就形成了所谓的“岁差”，天极在天空中的轨迹以及昼夜平分点时太阳的位置缓慢西移。长年累月，导致赤道坐标系（参见第17页）中，天极的方向以及星体的位置渐渐发生了变化。