“由于地球公转轨道面和自转轨道面之间交角的存在，一年中太阳光直射地球的落点在北回归线和南回归线构成的界限内周期往复，形成寒来暑往、四季更迭。”中科院紫金山天文台科普主管王科超说，从地球上看，太阳是在黄道上运行，冬至时太阳运行到视黄经270°处，处在黄道的最南端。

　　王科超表示，对北半球各地而言，在冬至这一天，正午时圭表测影所得的日影最长，这一天白昼最短，夜晚最长。冬至后太阳直射点开始北移，北半球白昼渐长，正午太阳高度渐高，日影渐短。

　　冬至是古代历法的基准点。王科超告诉记者，两个冬至间的时间间隔为“岁”，相当于现代天文术语的“回归年”，岁的长度被称为“岁实”，约365.2422天。“岁实是古人通过圭表测影的方法测量得到，我国南朝的大明历的岁实已相当精确，而到了宋朝的统天历的岁实（365.2425天）已经和现在的公历平均年长完全一样，但比公历的行使时间早了300多年。”

　　王科超介绍，我国民间素有冬至数九的习俗，即从冬至日起，每9天为一个“九”，“一九”“二九”……“九九”，总计81天。“民间流传的各种版本的数九歌都是在长期生产、生活实践中总结出来的，形象生动地反映了寒冬到来直至来年春季回暖期间的气候和物候变化过程。”