L'obliquità dell'asse terrestre sul piano dell'orbita – oggigiorno pari a 23°27' – fa sì che il sorgere e il tramontare del Sole seguano durante l'anno ritmi molto diversi a seconda della latitudine geografica dell'osservatore. Questi ritmi caratterizzano in linea di tendenza il clima delle zone del globo comprese fra determinati paralleli: i circoli polari artico e antartico, rispettivamente a 66°23' (= 90° - 23°27') di latitudine nord e di latitudine sud, e i tropici del cancro e del capricorno, rispettivamente a 23°27' di latitudine nord e di latitudine sud.

Le due regioni del globo al di sopra del circolo polare artico e al di sotto del circolo polare antartico si chiamano calotte polari artica e antartica. A latitudini così elevate il Sole, sempre molto basso sull'orizzonte, mostra un andamento giornaliero insolito.

Per esempio, nella calotta polare artica, in prossimità del solstizio estivo, quando è più alto, il Sole non tramonta. Viceversa, in prossimità del solstizio invernale, quando è più basso, il Sole non sorge. I fenomeni s'accentuano man mano che si procede verso il polo nord terrestre, dove il Sole resta sopra l'orizzonte per i sei mesi compresi fra l'equinozio primaverile e l'equinozio autunnale, mentre nei sei mesi successivi lascia luogo alla notte artica.

Lo scarso illuminamento complessivo rende le calotte polari particolarmente fredde e in gran parte coperte da ghiacci perenni.

La fascia del globo compresa fra il circolo polare artico e il tropico del cancro si chiama zona temperata boreale; quella compresa fra il tropico del capricorno e il circolo polare antartico, zona temperata australe. A queste medie latitudini il Sole è piuttosto alto sull'orizzonte. Il giorno e la notte hanno quasi sempre durata disuguale; ma si susseguono regolarmente.

Per esempio, nella zona temperata boreale, in prossimità del solstizio estivo, quando il Sole è più alto, il giorno è sensibilmente più lungo della notte. Viceversa, in prossimità del solstizio invernale, quando il Sole è più basso, è la notte a essere sensibilmente più lunga del giorno. Solo presso gli equinozi primaverile e autunnale, allorché il Sole attraversa l'equatore celeste, giorno e notte hanno uguale durata.

La differente lunghezza del giorno fa sì che durante l'anno le zone temperate siano caratterizzate da stagioni diversificate, quasi mai troppo rigide o troppo torride.

Compresa fra i tropici del cancro e del capricorno, la fascia equatoriale è bisecata dall'equatore terrestre. Nella fascia il Sole appare sempre molto alto sull'orizzonte e per due volte l'anno si trova allo zenit: cioè a picco sopra la testa dell'osservatore. Le differenze di durata fra il giorno e la notte sono minime e scompaiono del tutto all'equatore. Queste caratteristiche rendono la zona equatoriale costantemente molto calda e spesso torrida.