تدور الأرض حول الشمس في مدار اهليلجي من الغرب الى الشرق بسرعة معدلها 30 كيلو متر في الثانية وتكمل دورتها بمدة 365 يوم وربع اليوم، ولما كان مدار الأرض حول الشمس إهليلجيا فان المسافة بين الأرض والشمس ليست متساوية تماماً في المواقع المختلفة على ذلك المدار، ويطلق على أقرب نقطة للأرض عن الشمس اسم نقطة الحضيض حيث تبلغ المسافة بينهما 147 مليون كيلومتر، في حين يطلق على ابعد نقطة للأرض عن الشمس اسم نقطة الأوج التي تبلغ مسافتها حوالي 152 مليون كيلومتر. وعند دوران الأرض في مدارها حول الشمس فأنها لا تغير في محورها المائل الذي يميل عن المحور العمودي على مسار الأرض ، بل يظل هذا المحور المائل موازياً دائماً لنفسه في مختلف المواقع على طول المدار ، وينجم عن ذلك تغير تعامد الشمس على الأرض على مدار السنة ، مما يؤدي الى اختلاف مساحة اجزاء سطح الأرض المعرضة للشمس في مختلف دوائر العرض بنصفي الكرة الأرضية، ومن ثم فان اختلاف طول الليل والنهار وحدوث الفصول الأربعة تعد نتيجة للدورة السنوية للأرض حول الشمس وميل محور الأرض على مستوى مدارها ، فعندما تتعامد الشمس على دائرة الاستواء في 21 آذار 23 ايلول يتساوى طول الليل والنهار ويحدث الاعتدالين الربيعي والخريفي وعندما تتعامد الشمس على مدار الجدي في 21 كانون الاول (الانقلاب الشتوي) يحدث الشتاء في النصف الشمالي من الكرة الأرضية ، حيث يقل عدد ساعات النهار ويزداد عدد ساعات الليل ويحدث الصيف في نصفها الجنوبي الذي يزداد خلاله عدد ساعات النهار ويقل عدد ساعات الليل ، أما حينما تتعامد الشمس على مدار السرطان في 21 حزيران ( الانقلاب الصيفي) فيحدث الصيف في النصف الشمالي والشتاء في النصف الجنوبي ويوضح الشكل (12) دوران الأرض حول الشمس وحدوث الفصول الأربعة .