地球围绕太阳公转一圈代表着一年时间的流逝，四季变化与太阳照射地球的位置息息相关。这一事实在《淮南子》中便有所阐述：“日行一度，十五日为一节，二十四节气之变更映照着太阳的周年运行。” 我们所处的地球黄道平面是太阳行走的轨迹，整个360度代表一年周期，而黄道上的每个节气则是太阳高度变化所导致的四季交替的标志。
实际上，地球在黄经上的移动每天不足一度，一个完整的回归年实际上是365.2422天。如果我们采用平均计算方式，地球每天大约行走0.9856度的黄经。值得注意的是，地球围绕太阳运行的轨道并非完美的圆形，而是呈现椭圆形状，并有一个近日点（通常在公历一月初）和一个远日点（通常在公历七月初）。在近日点，地球的公转速度会相对更快，而在远日点则相对较慢。
地球产生四季变化的现象，关键在于地球在黄道上的倾斜角度保持恒定。这个固定的倾斜角度是6634′，它与黄道之间的夹角决定了太阳直射点的位置。当黄道夹角面向太阳时，太阳直射北纬2326′，即北回归线，此时为夏至；背对太阳时，太阳直射南纬2326′，即南回归线，此时为冬至。而当黄道夹角与太阳视角垂直时，太阳直射赤道，这时便是春分和秋分。
有了关于二十四节气中两至两分的太阳直射位置的基本知识后，我们可以开始计算其他节气的太阳直射位置。我们知道黄经0度和180度时太阳直射角为0度，黄经90度时太阳直射角为23.4度等。利用三角关系原理以及圆弧运行轨迹的特性进行计算。具体计算公式为：该节气的太阳直射角 = 该节气行驶的黄经的sin值 黄赤夹角的sin值。例如清明时黄经为15，其太阳直射角计算为 sin15 sin23.4 = 5.9。霜降时黄经为210，其太阳直射角计算为 sin210 sin23.4 = -11.5。这个数学模型让我们对地球运行有了更深层次的认知和理解。并且地球的近日点和远日点也会影响公转和自转的步伐快慢程度从而导致了二十四节气交节时间每个节气都存在差异 。 根据年份的平均数据修正后我们能更加准确地把握二十四节气的时间点进而更好地掌握自然界的气候变化规律。
