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A Terra completa uma órbita ao redor do Sol em um ano, mas seu eixo é inclinado em cerca de 23,5 graus. Esta inclinação é a principal razão pela qual temos estações e também afeta a duração do dia ao longo do ano. Quando o hemisfério norte está inclinado em direção ao Sol, como no verão, essa região recebe mais luz solar direta e os dias são mais longos.
No entanto, à medida que a Terra continua sua órbita ao redor do Sol, a posição de cada hemisfério em relação ao Sol evolui. Após o solstício de verão, o hemisfério norte começa a se inclinar progressivamente na direção oposta ao Sol. Essa inclinação significa que a luz solar atinge a superfície terrestre de forma mais oblíqua, e o Sol permanece menos tempo no céu a cada dia.
Esse fenômeno é mais acentuado em torno do equinócio de outono, momento em que o dia e a noite têm a mesma duração. Depois desse equinócio, o hemisfério norte continua a se afastar do Sol até o solstício de inverno, o dia mais curto do ano, que ocorre por volta de 21 de dezembro.
Assim, no outono, a diminuição progressiva da duração do dia se explica por essa combinação de rotação da Terra e sua inclinação. Esse ciclo anual afeta todas as regiões do planeta, mas quanto mais longe do equador, maior a diferença entre as durações do dia e da noite entre as estações.
É um fenômeno astronômico previsível que estrutura nossa percepção das estações.