Hiện tượng ngày đêm dài ngắn theo mùa là một hệ quả trực tiếp từ chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời và độ nghiêng của trục Trái Đất so với mặt phẳng quỹ đạo. Sự thay đổi này ảnh hưởng lớn đến khí hậu, thời tiết và nhịp sống của con người và sinh vật trên khắp hành tinh.
Trong khi Trái Đất di chuyển trên quỹ đạo quanh Mặt Trời, trục của nó luôn nghiêng một góc khoảng 23.5 độ so với đường vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo. Chính độ nghiêng này, kết hợp với chuyển động quay quanh Mặt Trời, tạo ra sự khác biệt về thời gian chiếu sáng giữa hai bán cầu trong suốt năm.
Vào khoảng ngày 21 tháng 6, Trái Đất ở vị trí mà bán cầu Bắc nghiêng về phía Mặt Trời nhiều nhất. Đây là thời điểm diễn ra ngày hạ chí ở bán cầu Bắc.
Vào ngày hạ chí, bán cầu Bắc có ngày dài nhất và đêm ngắn nhất trong năm, trong khi bán cầu Nam trải qua ngày ngắn nhất và đêm dài nhất. Ngược lại, vào khoảng ngày 22 tháng 12, Trái Đất ở vị trí mà bán cầu Nam nghiêng về phía Mặt Trời nhiều nhất. Đây là thời điểm diễn ra ngày đông chí ở bán cầu Bắc.
Vào ngày đông chí, bán cầu Bắc có ngày ngắn nhất và đêm dài nhất, còn bán cầu Nam trải qua ngày dài nhất và đêm ngắn nhất. Sự khác biệt về độ dài ngày và đêm càng rõ rệt hơn khi tiến gần đến các cực. Tại vòng cực Bắc (66.5 độ vĩ Bắc), vào ngày hạ chí, Mặt Trời không lặn trong suốt 24 giờ (hiện tượng “đêm trắng”), và vào ngày đông chí, Mặt Trời không mọc trong suốt 24 giờ (hiện tượng “đêm vùng cực”). Tình hình ngược lại xảy ra tại vòng cực Nam.
Trong khoảng thời gian giữa hai ngày chí, độ dài ngày và đêm dần thay đổi. Từ sau ngày hạ chí, ở bán cầu Bắc, ngày bắt đầu ngắn dần và đêm dài dần cho đến ngày đông chí. Sau ngày đông chí, ngày lại dài dần và đêm ngắn dần cho đến ngày hạ chí tiếp theo.
Vào hai ngày xuân phân (khoảng 21 tháng 3) và thu phân (khoảng 23 tháng 9), trục Trái Đất không nghiêng về phía Mặt Trời, cả hai bán cầu đều nhận được lượng ánh sáng mặt trời gần như bằng nhau.
Vào những ngày này, độ dài ngày và đêm gần như bằng nhau trên khắp Trái Đất.
Hiện tượng ngày đêm dài ngắn theo mùa có ảnh hưởng sâu sắc đến đời sống. Nó chi phối sự phát triển của cây trồng, hoạt động của động vật, và cả nhịp sinh học của con người. Ở những vùng có sự khác biệt lớn về độ dài ngày và đêm giữa các mùa, người dân cần có những điều chỉnh phù hợp trong sinh hoạt và sản xuất để thích nghi với sự thay đổi của ánh sáng và nhiệt độ. Ví dụ, các hoạt động nông nghiệp thường được điều chỉnh theo mùa để tận dụng tối đa ánh sáng mặt trời trong mùa sinh trưởng.
