地球公转轨道面叫黄道面，赤道所在平面叫赤道面，两者夹角叫黄赤交角，目前约 23°26′；地轴与黄道面的夹角为 66°34′，且公转中地轴空间指向不变（北端指向北极星附近）。阳光与黄道面平行射来，于是地球公转到不同位置时，太阳直射的纬度在 23°26′N～23°26′S 之间往返：春分直射赤道后北移，夏至到北回归线后南移，秋分回到赤道，冬至到南回归线后再北移，周期为一个回归年（365 日 5 时 48 分 46 秒）。正午太阳高度 H＝90°－|当地纬度－直射点纬度|，由直射点向南北两侧递减。黄赤交角变大，回归线向高纬、极圈向低纬移动，热带和寒带变大、温带变小。
回归线纬度 = 黄赤交角；极圈纬度 = 90° − 黄赤交角
正午太阳高度 H = 90° − |φ − δ|（φ 当地纬度，δ 直射点纬度，同半球相减、异半球相加）
回归年 = 365 日 5 时 48 分 46 秒
· 易错点：直射点移动不是太阳在南北移动，而是倾斜且指向不变的地轴随地球公转、与阳光的相对方位在变
· 北移时段：冬至→次年夏至；南移时段：夏至→冬至
· 生活中：夏至正午，北回归线标志塔（广东、台湾等地）立竿无影
· 北京正午太阳高度：夏至约 73.5°，冬至约 26.5°——楼间距、太阳能板倾角都据此设计