Il solstizio d'estate è il giorno più lungo dell'anno perché l'inclinazione della Terra è maggiore verso il Sole in quel giorno. L'asse della Terra è inclinato di 23,5 gradi rispetto alla verticale mentre segue il suo orbitale sentiero. Ciò significa che per una parte dell'anno, l'emisfero settentrionale è inclinato più vicino al Sole, dando a quella metà del pianeta più luce per rivoluzione.
Quando una parte della Terra è inclinata verso il Sole, riceve più luce solare diretta più a lungo ogni giorno. Ciò aumenta la quantità di calore trasferito sulla Terra e aumenta la quantità di tempo ogni giorno in cui un dato punto su quell'emisfero trascorre alla luce del sole. L'effetto è tanto maggiore quanto più lontano è un osservatore dall'equatore. Vicino al Polo Nord del pianeta, l'inclinazione è così pronunciata che il Sole potrebbe non essere affatto impostato durante i giorni intorno al solstizio d'estate.
Poiché un emisfero è inclinato verso il Sole mentre l'altro è inclinato, l'emisfero australe sperimenta lo stesso fenomeno sei mesi dopo. Il 21 giugno è il giorno più corto dell'anno per paesi come Australia e Nuova Zelanda, il cui solstizio d'estate si svolge il 21 dicembre.
