Theo dân gian sở dĩ có mùa hè nóng bức là do Trái Đất tiến gần đến Mặt Trời, mùa đông lạnh giá là do Trái Đất lùi ra xa Mặt Trời. Đây là cách giải thích theo suy luận, thiếu khoa học. Bản chất là Trái Đất của chúng ta ở trong quỹ đạo vì vậy không có chuyện đến gần hay lùi ra xa mặt trời

Sự thật là có các mùa trong năm là do ảnh hưởng của độ nghiêng 23.5°của trục Trái Đất so với mặt phẳng quỹ đạo của nó quay xung quanh Mặt Trời chứ không phải vì Trái Đất ở gần hay xa Mặt Trời. Điều đó có nghĩa là mùa hè ở Bắc Bán Cầu xảy ra khi mà cực Bắc của Trái Đất hướng về phía Mặt Trời. Cũng tại thời điểm đó thì cực Nam của Trái Đất hướng ra xa Mặt Trời và do vậy Mùa Đông sẽ bắt đầu đến tại Nam bán cầu của chúng ta.

Chúng ta cũng phải lưu ý đến cự ly giữa điểm cận nhật và điểm viễn nhật (tức điểm gần nhất và xa nhất từ Trái Đất đến Mặt Trời) của Trái Đất trong hành trình quay xung quanh Mặt Trời. Trái Đất đi qua cận nhật vào khoảng từ ngày 2 đến ngày 5 tháng một, khi đó khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời là khoảng 147,1 triệu kilômét; trong khi đó nó qua điểm viễn nhật vào khoảng ngày 4 đến ngày 7 tháng bảy với khoảng cách là khoảng 152,1 triệu kilômét. Như vậy Chúng ta thấy rằng hiệu số của hai khoảng cách này là khoảng 5 triệu kilomét, quy đổi ra tỷ lệ phần trăm thì Điểm cận Nhật và Điểm viễn Nhật chỉ chênh lệch nhau khoảng 3%. Ba phần trăm là một con số rất nhỏ, nó không thể tạo nên các mùa của Trái Đất, sự khác nhau về khoảng cách này chỉ tạo ra sự chênh lệch về lượng ánh sáng Mặt Trời mà mỗi Bán cầu nhận được trong cùng một mùa, cụ thể là mùa hè ở Nam Bán Cầu sẽ nhận được nhiều ánh sáng Mặt Trời hơn là mùa hè ở Bắc Bán Cầu.

Mùa hè và mùa đông có tâm điểm là các ngày mà chúng ta gọi là các ngày chí, chúng được đánh dấu bằng sự kiện Mặt Trời ở điểm cao nhất và thấp nhất trên bầu trời của chúng ta. Tại Bắc bán cầu, Mặt Trời thường ở vị trí cao nhất vào ngày 21 tháng 6, cao hơn 47° so với vị trí thấp nhất của nó vào ngày 21 tháng 12. Chính vì lý do đó mùa hè bắt đầu vào khoảng ngày 21 tháng 6 tại Bắc bán cầu và mùa đông sẽ bắt đầu ở Nam bán cầu cũng trong ngày này. Đến đây chúng ta cũng có thể thấy rằng ngày mà chúng ta thường gọi là ngày hạ chí, tức 21 tháng 6 hàng năm, thực chất là không chính xác bởi vì nó chỉ là ngày bắt đầu của mùa hè ở Bắc bán cầu chứ không phải là ngày bắt đầu mùa hè của toàn bộ Trái Đất, hạ chí của Bắc bán cầu thì lại là đông chí của Nam bán cầu và ngược lại, không có ngày hạ chí cũng như ngày đông chí chung cho cả Trái Đất (tương tự mùa xuân và mùa thu cũng có sự đối xứng như vậy giữa hai bán cầu).

Mùa là một phần thời gian của năm, nhưng có những đặc điểm riêng về thời tiết và khí hậu. Nguyên nhân gây ra các mùa là do trục trặc của Trái đất nghiêng với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất không đổi phương trong không gian.

Các nước theo dương lịch ở bán cầu Bắc lấy bốn ngày: xuân phân ( 21 – 3), hạ chí ( 22 – 6), thu phân ( 23- 9) và đông chí( 22 – 12) là bốn ngày khởi đầu của bốn mùa. Ở bán cầu Nam, bốn mùa diễn ra ngược với bán cầu Bắc.

Trong khoảng thời gian từ ngày 21 – 3 đến 23 – 9 , bán cầu Bắc ngả về phía Mặt trời, nên bán cầu này có góc chiếu sáng lớn, diện tích chiếu sáng lớn hơn diện tích khuất trong bóng tối, đó là mùa xuân và hạ của bán cầu Bắc, ngày dài hơn đêm.

Trong khoảng thời gian từ ngày 23 – 9 đến 21 – 3, bán cầu Nam ngả về phía Mặt trời, nên bán cầu này có góc độ chiếu sáng lớn, đó là mùa xuân và mùa hạ của bán cầu Nam, ngày dài hơn đêm. Ở bán cầu Bắc thì ngược lại.

Riêng hai ngày 21 – 3 và 23 – 9, Mặt thẳng góc xuống Xích đạo lúc 12 giờ trưa nên thời gian chiếu sáng cho hai bán cầu là như nhau.

Ở Xích đạo, quanh năm có độ dài ngày và đêm khác nhau, càng xa Xích đạo, độ dài ngày và đêm càng chênh lệch nhiều.