冬至日太陽直射南回歸線南緯23.5度。正午時北緯37.5度太陽高度為90度減緯度差，即90-（23.5+37.5）=29度，約30度，所以影子長為4m/tan30度=4/√3/3=6.928。
在太陽到達黃經270°時開始，時於每年公歷12月22日左右或農歷十壹月十五（滿月）前後***30天範圍內之1天。此日太陽幾乎直射南回歸線，北半球白晝最短，北半球極夜，南半球極晝，其後陽光直射位置向北移動，白晝漸長。
擴展資料冬至是壹年裏太陽最偏南的壹天，這天過後，太陽直射點開始從南回歸線向北移動，北半球的白晝長度開始逐漸增加，正午太陽高度也逐漸升高。
值得註意的是，在冬至前後，地球位於近日點附近，運行的速度稍快，這造成了在壹年中太陽在南半球的時間比在北半球約短8天，因此北半球的冬季比夏季要略微短壹些。
註：地極軸通過地心，連結南、北兩極，與地球公轉軌道面的夾角為66°34′，和地球自轉軌道面——赤道面垂直。