Są miejsca na Ziemi, gdzie długość dnia jest taka sama przez cały rok - są to obszary leżące na równiku. We wszystkich innych regionach planety długość dnia waha się od maksimum w dniu przesilenia letniego (22 czerwca) do minimum w dniu przesilenia zimowego (22 grudnia). Im bliżej równika leży teren, tym słabsze są te wahania i na odwrót.
Oś Ziemi jest nachylona do ekliptyki, czyli do płaszczyzny, w której znajduje się układ Słońce-Ziemia, pod kątem około 66,6 stopnia. Gdyby nie to nachylenie, czas trwania godzin dziennych w dowolnym miejscu na Ziemi byłby taki sam przez cały rok, determinowany jedynie szerokością geograficzną obszaru. Ale to właśnie z powodu tego nachylenia osi północna półkula planety w okresie między wiosenną a jesienną równonocą (od 21 marca do 22 września) jest zwrócona w stronę Słońca przez większość dnia. Półkula południowa jest zwrócona w stronę Słońca przez krótszą część dnia. Dlatego w okresie, kiedy na półkuli północnej jest lato, na półkuli południowej jest zima. Cóż, kiedy Ziemia, opisując półkole wokół Słońca, przesuwa się w przeciwny punkt swojej orbity, wszystko się zmienia. Teraz przez większość dnia półkula południowa jest zwrócona w stronę słońca, więc tam zaczyna się lato, a na półkuli północnej zima. W związku z tym długość dnia na półkuli północnej jest znacznie skrócona. Na terytorium Rosji, podobnie jak na całej półkuli północnej, najkrótszym zimowym dniem jest 22 grudnia. Istnieją rozległe obszary, na których zimą występują noce polarne, to znaczy słońce w ogóle nie wschodzi nad horyzont. Zjawisko to obserwuje się w miejscach położonych na północ od tzw. koła podbiegunowego, czyli na szerokości około 66,5 stopnia. Noc polarna trwa od kilku dni do kilku miesięcy (na obszarach w pobliżu bieguna północnego). Po 22 grudnia - dniu przesilenia zimowego - czas trwania godzin dziennych stale się wydłuża. Początkowo ten wzrost jest prawie niezauważalny, ponieważ wynosi tylko kilka minut dziennie. Ale stopniowo godziny dzienne stają się znacznie dłuższe. A w dniu wiosennej równonocy (21 marca), która jest uważana za początek astronomicznej wiosny, jej czas trwania porównuje się z czasem trwania nocy.
