人们看到的白天黑夜之分，是由于地球自转产生的。地球是一个不发光且不透明的球体，并且在自转，所以在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半。被阳光照亮的半个地球是白昼，没有被阳光照亮的半个地球是黑夜。由于地轴是倾斜的，所以地球上不同地区的昼夜长短也是不同。
四季的形成是因为地球绕太阳公转的结果。地球一直不断自西向东自转，与此同时又绕太阳公转。而地球公转的轨道又是一个椭圆的形状，太阳始终位于一个焦点上。地球在不断公转的过程中，地轴与公转轨道始终会保持66°34′的交角，即地球始终是斜着身子绕太阳公转。因为地球公转的原因，致使太阳直射点在地球表面发生变化。
到了每年6月22日前后，地球就是位于远日点。太阳会直射北回归线，这一天就是北半球的夏至日。与此同时北半球得到的热量最高，白昼最长，而且气候也炎热，属于北半球的夏季，但南半球正处于寒冷的冬季。此后因为继续在公转轨道上不停运行，太阳的直射点便会南移。到了9月23日左右，太阳就会直射赤道，这一天就是北半球的秋分日。现在南半球以及北半球得到的太阳热量都相等，昼夜平分，北半球是秋季，南半球是春季。
地球继续不断运转，到12月22日左右，地球开始位于近日点，太阳便直射南回归线。这一天就是北半球的冬至日。而此时北半球得到的热量为最少，且白昼时间最短，气候也相当寒冷，是北半球的冬季。南半球刚好是夏季。太阳直射点北返以后，在3月21日左右，太阳再次直接射向赤道，这一天就是北半球的春分日。这个时候，是北半球的春季，而南半球却是秋季。
地球像这样以一年为周期绕太阳不停运转，从而产生了四季的更替。如果我们把地球看成为一个质点的话，那么地球轨道实际上是指地心的公转轨道。
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