地球在公轉過程中，由于地球的傾斜，導致陽光有規律地直射或斜射某一個地方，因此氣溫有規律的變化，形成四季。地球在繞太陽公轉的過程中，地軸與公轉軌道之間始終保持著一個固定的夾角，這個夾角度數是南北回歸線的緯度數，也正好就是66°34′，也就是地球繞太陽公轉不是一直不變的度數，導致了太陽直射角的大小變化。

地球有兩種基本的運動，一種叫自轉——地球自身的旋轉，另一種叫公轉——繞著太陽的旋轉。自轉是繞著穿過南北兩極的地軸進行的，方向是自西向東，離兩極越遠的地方轉速越快。與兩極等距的那一圈叫赤道。地球自轉一周的時間為一天，也就是24小時。

地球繞太陽公轉的速度為每秒30公里，繞太陽一周需要365天5時48分46秒。也就是一年，天文學上稱之為回歸年。地球繞太陽公轉的軌道是一個橢圓，它的長直徑和短直徑相差不大，可近似為正圓。太陽就在這個橢圓的一個焦點上，而焦點是不在橢圓中心的，因此地球離太陽的距離，就有時會近一點，有時會遠一點。

一月初，地球離太陽最近，為147，100，000公里，這一點叫做近日點。七月初地球離太陽最遠，為152，100，000公里，這一點叫做遠日點。事實上，當地球在近日點的時候，北半球為冬季，南半球為夏季，在遠日點的時候，北半球為夏季，南半球為冬季。這就說明，四季的變化與近日點和遠日點無關。