I cambiamenti di temperatura durante l'anno sono causati dall'inclinazione della Terra sul suo asse e dalla sua rivoluzione attorno al sole che consente alla luce solare di colpire più direttamente. A seconda di quale emisfero è rivolto verso il sole dato il tempo, quell'emisfero sperimenta sia l'estate che l'inverno.
L'asse della Terra è inclinato di 23,5 gradi rispetto alla verticale, sempre nella stessa direzione rispetto al sole. Ciò significa che mentre la Terra ruota intorno al sole, i diversi emisferi sono rivolti in direzioni opposte. Ad esempio, l'emisfero settentrionale è puntato verso il sole da fine marzo a fine settembre. Dal punto di vista della Terra, il sole sembra salire più in alto nel cielo e la luce del sole è più vicina a colpire la terra verticalmente. Ciò significa che qualsiasi area sulla Terra riceve una dose più concentrata di luce solare, che riscalda il suolo e l'aria.
In inverno, il sole sembra salire più in basso nel cielo e i suoi raggi non colpiscono l'emisfero direttamente come fanno in estate, rendendo il calore più diffuso. La primavera e l'autunno sono intermedie, perché entrambi gli emisferi ottengono una quota uguale di luce solare.
Da un giorno all'altro durante le stagioni, la temperatura varia a causa della copertura nuvolosa, dell'umidità relativa e di altri fattori atmosferici che influenzano la velocità della luce solare che colpisce la Terra.
