Według NASA nachylenie osi planety jest głównym czynnikiem, który powoduje zmiany pogody. Odległość Ziemi od Słońca, jej orbity i atmosfery przyczyniają się do zmian pogody.
NASA zauważa, że kiedy Biegun Północny jest przechylony w kierunku słońca, nazywa się Przesilenie Letnie. Kiedy biegun południowy skręca ku słońcu, nazywa się to przesileniem zimowym. Pochylenie rotacyjne Ziemi powoduje pogodę i wzorce sezonowe, które są podzielone między półkulę północną i półkulę południową. Wzory pogodowe są bardziej widoczne, gdy jakakolwiek planeta jest bliżej Słońca.
Zmiany pogody spowodowane są różnicami ciśnienia powietrza w różnych miejscach. Pogoda również zmienia się w zależności od kąta słońca. Na przykład miejsca, które są dalej od tropików, mają niższą temperaturę, ponieważ kąt słońca jest niższy. To pośrednie światło słoneczne powoduje chłodzenie. Wpływ na pogodę ma również ogrzewanie kompresyjne, które powoduje, że wyższe wysokości są chłodniejsze niż na niższych wysokościach.
Różne powierzchnie powodują również zmiany pogody. Lodowce, oceany i lasy mają wpływ na pogodę pod względem współczynnika odbicia lub wilgotności. Lodowe pokrywy Grenlandii odbijają promienie słoneczne, zgodnie z Climate.gov, ale topnienie tych pokryw powoduje, że północna część Ziemi absorbuje więcej ciepła.
