北半球一年之中夜晚最长的那天是冬至。冬至在每年公历的12月21或22或23日，是北半球一年之中白昼最短的一天，并且越往北白昼越短。冬至这天，北半球得到的太阳辐射最少，比南半球少了约50%，所以冬至也是全年正午太阳高度最低的一天。
冬至，太阳直射点在南回归线上，在这之后北移，又在春至回到赤道。如此周而复始回归运动，周期是365日5时48分46秒，此称为一个回归年。在北极圈以北，这一天太阳整日都在地平线之下，是北半球一年中极夜范围最广也就是黑夜时间最长的一天。相反，冬至是南半球一年之中白昼最长、黑夜最短的一天。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。
由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。一般北半球十二月、一月、二月这三个月是冬季，南半球则是夏季。
春分：公历3月20-22日交节。太阳直射赤道。
夏至：公历6月21-22日交节。太阳直射北回归线。
秋分：公历9月22-24日交节。太阳直射赤道。
冬至：公历12月21-23日交节。太阳直射南回归线。
