En el curso de un año podemos observar como varía la posición del Sol y su recorrido en el cielo. Para explicar este fenómeno recurrimos de nuevo a la esfera celeste. En este sistema de referencia la Tierra permanece en el centro y el Sol describe un movimiento aparente a lo largo de la eclíptica a razón de un grado aproximadamente por día. Cuando el Sol alcanza los puntos Aries y Libra ( Figura 1-1-7 ) ocurren los equinoccios (del latín: noche igual) ya que la noche y el día tienen la misma duración en todos los lugares de la Tierra. El equinoccio de primavera tiene lugar el 21 de Marzo y el de otoño del 22 de Septiembre. Entre ambos hay dos posiciones significativas denominadas solsticios ( latín: parada prolongada del Sol). El solsticio de verano ocurre el 21 de Junio, el día más largo del año y el solsticio de invierno el 22 de Diciembre que es el día más corto. Las fechas citadas no son exactas sino que experimentan pequeñas oscilaciones como consecuencia de que el punto Aries, adoptado como origen, varía por causas diversas.

Los puntos por donde el Sol sale y se pone por el horizonte cambian en el curso del año ( Figura 1-1-8 ). El primer día de la primavera y del otoño el Sol sale exactamente por el este y se pone por el oeste. Al acercarnos al solsticio de verano las posiciones del orto y ocaso avanzan hacia el norte, aumentando también su recorrido en el cielo que es máximo en el solsticio de verano. Desde el equinoccio de otoño retroceden hacia el Sur alcanzando la trayectoria del Sol su valor mínimo en el solsticio de invierno. En el hemisferio norte el ángulo que forma la vertical del lugar con la dirección de los rayos del Sol es más pequeño en el solsticio de verano, donde son casi perpendiculares a la superficie. Por el contrario en invierno el ángulo es mayor y los rayos caen oblicuamente. Por está razón, y porque los días son más largos, hace más calor en verano que en invierno. Hay lugares en la Tierra, como la parte central del círculo polar ártico, donde el Sol no se pone durante el verano al contrario de lo que ocurre en invierno cuando las noches duran veinticuatro horas.