就北半球来说，冬至过后白天会越来越长，但南半球则相反。每年的12月21、22日或23日。太阳直射点在南回归线上(即南纬23*26') ,南半球各地昼最长，夜最短。南半球纬度越高的地方，白昼越长，黑夜越短，南极圈内出现极昼现象。
地球上距南回归线越远的地方，太阳光线越倾斜，获得的太阳光热越少。相比之下，此时南半球比北半球获得的热量多。于太阳辐射到地面的能量仍比地面向空中发散的少，所以在短时间内气温继续降低。一般北半球12、1、2三个月是冬季，半球是夏季。
现代天文科学测定，冬至这天，太阳运行至黄经270°(冬至点)，太阳直射地面的位置到达一年的最南端，太阳几乎直射南回归线(又称为冬至线) ，阳光对北半球最为倾斜。因此，冬至是北半球各地一年中白昼最短，黑夜最长的一日，并且越往北白昼越短，黑夜越长。冬至是一年里太阳最偏南的一天，是太阳南行的极致。在北极圈以北，这一天太阳整日都在地平线之下，成为北半球一年中极夜范围最广的一天。
对北半球各地而言，冬至他是全年正午太阳高度最低的一日。就北京市区来说，冬至这天白昼仅有9小时20分，而正午太阳高度也仅有26°42'。冬至这天，北半球得到的太阳辐射最少，比半球少了约50%。至过后，夜空星象则完全换成冬季星空，并且从今天起开始“进九”。而此时的南半球正值酷热的盛夏。
冬至日这一天，在地理学上太阳运行至黄经270度，太阳直射南回归线(又称为冬至线)，阳光对北半球最倾斜。因此对于处于北半球的我们来说此时白天最短黑夜最长。冬至也是全年正午太阳高度最低的一日。就北京市区而言，冬至这天白昼仅有9小时20分，而太阳高度也仅有26°42'。冬至过后，夜空星象则完全换成冬季星空，而且从今天起开始“进九”。
冬至过后，太阳直射逐渐向北移动，白天逐渐变长，直到夏至日(北半球白天最长的一天)，周而复始。而对于南半球的人们来说则正好相反，我们在寒冷的冬季之时，他们则正好处于炎热的夏至，冬至日的南半球是白天最长黑夜最短的时候。