Trái Đất quay quanh Mặt Trời với trục hơi nghiêng chứ không dựng thẳng. Vì độ nghiêng này, trong năm có lúc bán cầu của ta ngả về phía Mặt Trời, có lúc ngả ra xa. Khi ngả về phía Mặt Trời, nắng chiếu gần như thẳng đứng và ngày dài, đó là mùa hè ấm áp. Khi ngả ra xa, nắng chiếu xiên và ngày ngắn lại, đó là mùa đông lạnh giá.

Nguyên nhân cốt lõi không phải là khoảng cách tới Mặt Trời mà là góc chiếu của tia nắng, do trục Trái Đất nghiêng khoảng hai mươi ba độ. Khi nắng chiếu thẳng, cùng một chùm sáng dồn vào một vùng đất nhỏ nên rất tập trung và nóng; khi nắng chiếu xiên, chùm sáng ấy trải ra một vùng rộng hơn nên loãng và yếu đi. Thêm vào đó, mùa đông ngày ngắn đêm dài khiến mặt đất được sưởi ít giờ hơn mà lại mất nhiệt suốt đêm dài, nên càng lạnh. Chính vì lý do góc chiếu, khi bán cầu Bắc là mùa đông thì bán cầu Nam lại đang mùa hè.

Bạn có thể cảm nhận nguyên lý góc chiếu ngay với một chiếc đèn pin. Rọi đèn thẳng góc xuống bàn, bạn được một vòng sáng nhỏ và rất sáng; nghiêng đèn đi, vòng sáng loang rộng ra và mờ hẳn dù vẫn là chiếc đèn đó. Nắng mùa hè giống trường hợp thứ nhất, nắng mùa đông giống trường hợp thứ hai. Đó cũng là lý do buổi trưa nóng hơn sáng sớm hay chiều muộn, khi Mặt Trời lên cao và chiếu thẳng hơn.

Rất nhiều người tin rằng mùa đông lạnh vì Trái Đất ở xa Mặt Trời hơn, nhưng thực tế lại trái ngược một cách bất ngờ: Trái Đất thậm chí gần Mặt Trời nhất vào khoảng đầu tháng Một, đúng mùa đông của bán cầu Bắc. Nếu khoảng cách là nguyên nhân thì cả hai bán cầu đã phải lạnh cùng lúc, nhưng thực tế khi nơi này đông thì nơi kia hè. Điều đó chứng minh thủ phạm thật sự là độ nghiêng của trục Trái Đất, chứ không phải khoảng cách.