地球绕着一条假想的轴线转动，南北极位于轴线两端，这种运动称为自转。地球自转一周大约需要24小时，地球绕太阳公转的轨道略呈椭圆形，公转一周需要365天又四分之一。太阳和地球之间的平均距离为1.496亿公里，但由于地球轨道并不完全是圆形，因此在地球每年绕太阳公转的过程中，地球与太阳的距离可以预测为时而远时而近，近日点是距离太阳最远的点，大约在1月3日左右最接近太阳。

因为地球在1月3日左右最接近太阳，不会同意，因为1月是北半球的夏季，然而我们知道事实并非如此，地球作为整体确实在1月3日从太阳接收了更多的能量，是一年中的任何其他时间，但这不是季节的原因，距离太阳的远近并不是决定夏季和冬季的变量，而是地球轴的倾斜度，地球轴相对于其绕太阳运行轨道的平面从垂直方向倾斜了23.5度。

地球在椭圆轨道上绕太阳公转时，它也会绕其倾斜的轴，每24小时旋转一次，巧合的是，叫做北极星或北极星的恒星，在历史上的这个时候，无论地球在轨道上的哪个位置，北极总是指向北极星。

远离太阳，这是生活在北极圈以北的地球人的黑暗时刻。对于北半球来说，白天最短，夜晚最长，季节是冬季，半圈之后，北极星向太阳倾斜，北半球的白天更长，同时南极远离太阳，南半球经历白天变短，夜晚变长。