冬至是北半球全年白昼时间最短、黑夜最长的日子^[2]^。
冬至是太阳直射点南行的极致，冬至这天太阳光直射南回归线，太阳光对北半球最为倾斜，大阳高度角最小，北半球各地正午太阳高度角处于一年中最小值。冬至是太阳的转折点，这天过后它将走"回头路"，太阳直射点开始从南回归线（因地球是自西向东自转，所以冬至日也是太阳直射点离南回归线最近的一天）向北移动，为下一个春季开辟道路。冬至过后，全国各地气候都将进入一个最寒冷的阶段，也就是人们常说的"进九"^[1]^。
冬至是一年中白昼最短黑夜最长的一天，此现象主要与地球公转有关^[2]^。
冬至是太阳直射点南行的极致，而太阳直射点南行的速度在冬至达到最快，冬至这天太阳光直射南半球，太阳光对北半球最为倾斜，大阳高度角最小，北半球各地白天最短，黑夜最长，并开始进入寒冷季节。冬至也是全年正午太阳高度角最小的一日，越往北太阳高度角越小，冬至日是一年中正午太阳高度角最小的一天^[1]^。
冬至是一年中白昼最短黑夜最长的一天变化。这是由于地球公转引起的，当地球到达冬至点时，处于公转轨道的远日点，地球公转速度慢，日地距离最近，太阳直射的纬度是北回归线，之后太阳直射点向南移动，白昼越来越短，夜晚变长，气温越来越低。
冬至标示着寒冷的冬天来临。冬至这天太阳直射地面的位置到达一年的最南端，太阳几乎直射南回归线（南纬23°26''）。冬至是二十四节气中最早被制定的一个，有数九寒天之说，因此也有“冬至大如年”的说法。