22 בספטמבר הוא יום השיוויון הסתווי, שבו אורך היום שווה לאורך הלילה. ביום הזה קרני השמש פוגעות בקו המשווה בזווית ישרה ובחצי הכדור הצפוני (שבו נמצאת ישראל) מתחיל הסתיו ובחצי הכדור הדרומי מתחיל האביב. מ-23 בספטמבר הימים בחצי הכדור הצפוני מתחילים להיות קצרים יותר מהלילות ואילו בחצי הכדור הדרומי הם מתחילים להיות ארוכים יותר מהלילות
למעשה, יום השיוויון הסתווי מבשר על תחילת הסתיו, וכך יום השוויון האביבי מבשר על תחילת האביב, יום ההיפוך הקיצי מבשר על תחילת הקיץ ויום ההיפוך החורפי על תחילת החורף, באופן הבא:
22-21 במארס: יום השיוויון האביבי – בחצי הכדור הצפוני מתחיל האביב ובחצי הכדור הדרומי מתחיל הסתיו, ואורך היום שווה לאורך הלילה.22-21 ביוני: יום ההיפוך הקיצי – בחצי הכדור הצפוני מתחיל הקיץ והחצי הכדור הדרומי מתחיל החורף. זהו היום הארוך ביותר בשנה בחצי הכדור הצפוני.22-21 בספטמבר: יום השיוויון הסתווי – בחצי הכדור הצפוני מתחיל הסתיו ובחצי הכדור הדרומי מתחיל האביב, ואורך היום שווה לאורך הלילה.22-21 בדצמבר: יום ההיפוך החורפי – בחצי הכדור הצפוני מתחיל החורף ובחצי הכדור הדרומי מתחיל הקיץ. זהו היום הקצר ביותר בשנה בחצי הכדור הצפוני.כך נוצרות עונות השנה.
נטייתו של כדור הארץ היא הגורם להיווצרות עונות השנה. כדור הארץ מסתובב גם סביב ציר שנטייתו היא 23.5 מעלות, וגם סביב השמש, שאותה הוא מקיף פעם אחת במשך כ-365 ימים, שהם שנה אחת. שני אלה הם הגורמים לשינוי בעונות השנה.
ובמילים פשוטות יותר: כיוון שכיוונו של ציר כדור הארץ ביחס לשמש משתנה במהלך הסיבוב סביב השמש, נוצר מצב שבזמן מסוים של השנה החלק הצפוני של ציר כדור הארץ פונה אל השמש ואילו החלק הדרומי פונה הרחק מהשמש: בחלק של הכדור הנמצא בצד שפונה אל השמש יש יותר שעות אור מאשר שעות חושך, כיוון שהשמש עומדת גבוה יותר מעל קו המשווה. ואילו בצד השני המצב הוא הפוך. כמו כן, כאשר ציר כדור הארץ פונה לעבר השמש, פוגעות קרני השמש בצד הצפוני של כדור הארץ ישירות, לעומת התקופה שבה הציר פונה הרחק מהשמש. התוצאה היא שהקרינה של השמש מחממת יותר את האוקיינוסים ואת האוויר והטמפרטורות בהם גבוהות יותר.
מסע במערכת השמש – סרטון הממחיש את סיבוב כדור הארץ והיווצרות היום, הלילה ועונות השנה