Fáze měsíce a vývoj ročních období Země nejsou konkrétně spojeny, ale závisí na podobných procesech: jedno astronomické těleso se točí kolem druhého. Oba jevy spolu s denním a nočním cyklem definují nejpodstatnější pozemské plány.
Země, Měsíc, Slunce
Slunce je středem naší sluneční soustavy a drží ji gravitační tah sbírka satelitů, která zahrnuje devět planet. Země, třetí planeta vzdálená od Slunce, potřebuje k dokončení své oběžné dráhy kolem hvězdy něco přes 365 dní. Pod vlivem vlastní gravitace Země je chycen její měsíc, jehož revoluci kolem naší planety trvá 28 pozemských dní a je osvětlován různými stupni odraženého slunečního světla.
Měsíční fáze
Během svého 28denního orbitálního cyklu se Měsíc otáčí jednou kolem své osy a představuje tak Zemi stejnou tvář; „temná strana“ vždy směřuje od planety. Vzhled měsíce se ale na této oběžné dráze mění v řadě měsíčních fází, které jsou určeny polohou měsíce ve vztahu k Zemi a slunci. Když Země leží mezi Měsícem a Sluncem, nastává „úplněk.“ Měsíc odráží maximální množství slunečního světla v tomto okamžiku. Je-li pravdivá opačná konfigurace - měsíc je mezi Zemí a sluncem - je měsíc vržen do stínu a projevuje se jako „nový měsíc“.
Mezi těmito dvěma extrémy se Měsíc jeví jako zlomek plně osvětleného kruhu. Z plného stínu vystupuje jako dorůstající (rostoucí) půlměsíc, dokud nedosáhne napůl osvětlené, napůl tmavé tváře zvané první čtvrtina. Potom se narůstající osvětlená část, zvaná dorůstající měsíc, zvětšuje až do úplného splnění. Poté se cyklus opakuje v opačném směru, zastíněná část získává půdu pod nohama během fáze ubývajícího měsíce, třetího čtvrtletí a klesajícího půlměsíce.
Earth's Tilt
Země se točí kolem Slunce v takzvané rovině ekliptiky nebo její orbitální rovině. Rozhodující pro vývoj ročních období není planeta kolmá k této rovině; pokud by tomu tak bylo, úhel příchozích slunečních paprsků k povrchu Země by se po celý rok nezměnil. Ale Země je nakloněna o 23,5 stupňů od kolmice a vždy ve stejné orientaci (vyrovnáno s Polárkou). Jedna nebo druhá polokoule Země se tedy opírá o slunce a získává více slunečního záření než druhá.
Sezónnost
Dvakrát ročně na rovnodennosti dopadají sluneční paprsky kolmo na zemský rovník a všechny části planety mají 12 hodin ve dne i v noci. Během léta na severní polokouli je tato část zeměkoule nakloněna směrem ke slunci a přijímá více sluneční záření, zatímco jižní polokoule, se slunečním zářením nižšího úhlu a sníženého rozsahu, je chladnější. Slunce se pozorovateli na severní polokouli jeví na obloze výše než v jiných ročních obdobích. Opak je samozřejmě pravdou během zimy na severní polokouli. To vysvětluje tradiční čtyřsezónní model vyšších zeměpisných šířek: existuje léto a zima extrémních teplot a jarní a podzimní přechod s mírnějšími teplotami.
Jiná roční období
Ne všechny části světa zažívají čtyři zjevná roční období. Srážky mohou být na některých místech nejvýznamnější variantou do jednoho roku. Například mnoho tropických a subtropických poloh kmitá mezi „mokrým“ a „suchým“ obdobím se značnými rozdíly v množství srážek.