Zmiany temperatury w ciągu roku są spowodowane pochyleniem Ziemi na jej osi i jej obrotem wokół Słońca, co umożliwia bezpośrednie uderzenia światła słonecznego. W zależności od tego, która półkula jest skierowana w stronę słońca w danym czasie ta półkula jest albo letnia, albo zimowa.
Oś Ziemi jest przechylona o 23,5 stopnia od pionu, zawsze w tym samym kierunku względem Słońca. Oznacza to, że gdy Ziemia krąży wokół Słońca, różne półkule są zwrócone w przeciwnych kierunkach. Na przykład półkulę północną wskazuje się na słońce od końca marca do końca września. Z perspektywy Ziemi słońce wydaje się wznosić wyżej na niebie, a światło słoneczne jest bliżej uderzenia w ziemię w pionie. Oznacza to, że każdy obszar na Ziemi otrzymuje bardziej skoncentrowaną dawkę światła słonecznego, która ogrzewa ziemię i powietrze.
W zimie słońce wschodzi nisko na niebie, a jego promienie nie uderzają w tę półkulę tak bezpośrednio jak latem, powodując, że ciepło staje się bardziej rozproszone. Wiosna i jesień są pośrednie, ponieważ obie półkule mają równy udział światła słonecznego.
Z dnia na dzień przez cały rok temperatura zmienia się z powodu zachmurzenia, względnej wilgotności i innych czynników atmosferycznych, które wpływają na natężenie światła słonecznego uderzającego w Ziemię.
