地球是太阳系中的一颗行星，它环绕太阳运动，约365天公转一周。而在它公转的同时，它还像一个陀螺一样在自转运动。正是这种自转产生了昼夜更替——当太阳照射地球的一边时，这边为白天，而反面为黑夜。反之，当地球转到另一边时，这边就成了黑夜，而反面成为白天。
如果从远离地球的地方看地球，会发现黑的一面和亮的一面具有相等的面积，地球自转也是基本均匀的，那为什么我们会感觉昼夜长短发生变化呢？原来地球自转的赤道面并不是和公转平面（黄道面）重合的，而是呈一个夹角，大约是23.5°。这就意味着，在地球环绕太阳公转时，即使同一地点不同时间受太阳照射的角度也不相同！
当地球运动到6月，太阳直射到地球北半球的时候，会发现北半球亮的一面比黑的'一面大，也就是白昼时间长于黑夜，这就是我们所在的北半球的夏季。反之，当地球运行到12月，太阳直射到南半球时，会发现北半球黑的面积比亮的面积大，也就是黑夜长于白昼，这就是北半球的冬季。而在9月和3月，地球自转轴和太阳光垂直，北半球和南半球的黑夜和白昼长短就都一样了。
这样看来，地球的公转和自转造就了四季，也造就了寒带、温带、热带等不同气候带。那么地球上有没有昼夜长短不发生变化的地方呢？有！在赤道上，白天和黑夜的长度就是永远相等的。而越往南北极靠近，昼夜长短的变化就越剧烈，到了南北极点，就会出现半年白天、半年黑夜的情况。在中国，海南岛的人们就不容易体会到日夜长短的变化，而在黑龙江漠河、新疆阿勒泰的人们，就知道夏天的白天比冬天长很多。