Zmena medzi dňom a nocou je spôsobená rotáciou Zeme po jej osi. Keby sa Zem netočila tak, ako sa točí, denný / nočný cyklus by bol veľmi odlišný alebo možno dokonca neexistoval. Meniaca sa dĺžka dní a nocí závisí od toho, kde sa na Zemi nachádzate a od ročného obdobia. Denné hodiny ovplyvňuje aj naklonenie osi Zeme a jej cesta okolo slnka.
Dĺžka rotácie
Slnečný deň, 24 hodín, je čas potrebný na to, aby sa Zem otočila presne raz, takže sa nasledujúci deň objaví slnko na rovnakom mieste na oblohe. Zem sa však pohybuje aj okolo slnka a tento pohyb trochu komplikuje meranie dňa. Skutočný čas jednej rotácie Zeme je o niečo kratší - asi 23 hodín a 56 minút. Astronómovia to objavili pozorovaním času, ktorý trvalo, kým sa nasledujúci deň na rovnakom mieste na oblohe objavila hviezda, a tento deň nazvali hviezdny.
Dlhšie a kratšie dni
Aj keď je slnečný deň 24 hodín, nie každý deň má 12 hodín denného svetla a 12 hodín nočných hodín. Denný čas je v zime kratší ako v lete. Je to tak preto, lebo imaginárna os Zeme nie je priamo hore a dole, je naklonená o 23,5 stupňa. Keď sa Zem počas roka pohybuje okolo slnka, severná polovica Zeme je v lete naklonená smerom k slnku, čo robí deň dlhší ako noc. V zime sa to obráti; Zem sa nakláňa od slnka a noc sa predlžuje. Na jar a na jeseň nie je náklon ani smerom k slnku, ani od neho, ale niekde medzi, takže deň a noc sú v týchto ročných obdobiach viac rovnaké.
Slnovraty
Slnovraty sú polohy obežnej dráhy Zeme, ktoré označujú najdlhšie a najkratšie dni v roku. Zimný slnovrat na severnej pologuli je najkratším dňom, po ktorom denné hodiny rastú. Letný slnovrat na severnej pologuli pripadá na najdlhší deň, potom sa denné hodiny skracujú. Slnovraty možno pomenovať aj podľa mesiaca, v ktorom sa vyskytujú. Napríklad júnový slnovrat je bod na obežnej dráhe Zeme, kde je severný pól obrátený k slnku. Na severnej pologuli je júnový slnovrat najdlhším dňom v roku. Na južnej pologuli je júnový slnovrat najkratším dňom v roku.
Pozícia na Zemi
Vaše miesto na Zemi v porovnaní s rovníkom tiež ovplyvňuje počet hodín denného svetla, ktoré získate v slnečnom dni. Napríklad počas leta na severnej pologuli sa denné svetlo zvyšuje čím ďalej na sever; v tejto dobe je v Arktíde veľmi málo nočnej tmy. V zime je deň kratší, čím ďalej na sever. Sezónne zmeny v dennom svetle sú malé blízko rovníka a extrémnejšie blízko pólov.