Maan akseli on kallistunut noin 23,5 astetta. Toisin sanoen, maapallon päivittäinen kierto siirtyy 23,5 astetta suhteessa sen vuotuiseen kiertoon auringon ympäri. Tämä aksiaalinen kallistuma on syy, miksi maapallolla on erilaisia vuodenaikoja ympäri vuoden, ja myös miksi kesä ja talvi esiintyy toisiaan vastapäätä päiväntasaajan molemmin puolin - ja voimakkaammin kauempana päiväntasaaja.
Auringonvalon kulma
Aurinko palaa samalla voimakkuudella koko vuoden. Maan elliptinen kiertorata tuo sen lähemmäksi tai kauemmas eri vuodenaikoina, mutta tällä etäisyyden muutoksella on vain vähäinen vaikutus säähän. Tärkeä tekijä on auringonvalon kulma. Kuvittele esimerkiksi, että sinulla on taskulamppu ja pala paperia. Pidä paperia niin, että se on kohtisuorassa taskulampun säteeseen nähden, ja loista valoa paperille. Valo osuu paperiin 90 astetta. Kallista paperia. Sama valo on levinnyt suuremmalle alueelle ja on siten paljon vähemmän voimakas. Sama ilmiö tapahtuu maan ja auringon kanssa.
Päiväntasaaja vs. puolalaiset
Syy päiväntasaajalle on planeetan kuumin osa, koska sen pinta on kohtisuorassa auringon säteitä vastaan. Suuremmilla leveysasteilla kuitenkin sama määrä aurinkosäteilyä leviää suuremmalle alueelle maapallon muodon vuoksi. Jopa ilman kallistusta tämä aiheuttaisi päiväntasaajan olevan lämmin ja pylväät kylmät.
Aksiaalinen kallistus
Koska maa on kallistunut, eri leveysasteet saavat eri aurinkokulmat ympäri vuoden. Kesäisin pohjoisella pallonpuoliskolla maa kallistuu niin, että pohjoinen pallonpuolisko on kulmassa suoremmin aurinkoa kohti. Se vastaanottaa enemmän suoraa auringonvaloa ja on lämpimämpää. Samaan aikaan eteläinen pallonpuolisko on kulmassa poispäin auringosta, joten se saa vähemmän suoraa auringonvaloa ja kokee talven. Aksiaalinen kallistuma ei muutu koko vuoden ajan, mutta kun maa kulkee auringon toiselle puolelle, vastakkainen pallonpuolisko on kulmassa aurinkoa kohti ja vuodenajat muuttuvat.
Päivien pituus
Syksyn ja kevään päiväntasausten aikana, syyskuun puolivälissä ja maaliskuun puolivälissä, akseli ei ole suunnattu eikä kohti kaukana auringosta, ja pohjoinen pallonpuolisko ja eteläinen pallonpuolisko saavat saman määrän auringonvalo. Päivä ja yö ovat yhtä pitkiä näinä aikoina. Päiväntasauksen jälkeen päivät alkavat lyhentyä yhdellä pallonpuoliskolla ja pidemmät toisella. Kesä- ja talvipäivänseisauspäivinä 21. tai 22. kesäkuuta ja joulukuussa päivät ovat vastaavasti pisin tai lyhyimmät. Kesäpäivänseisaus pohjoisella pallonpuoliskolla, 21. tai 22. kesäkuuta, on myös talvipäivänseisaus eteläisellä pallonpuoliskolla ja päinvastoin.