在浩瀚的宇宙空间里，很多地方都是漆黑的，只有一些像太阳这样的星球能发出光亮，照亮其他一些不能发光的星球。因为有了太阳，所以地球才有了光明。那么，白天和黑夜到底是怎样形成的呢？我们知道太阳离地球很远，所以它相对于地球来说是固定不动的。当地球每天不停地从西向东绕着太阳自转时，一天转一圈，地球总有一半向着太阳，而另一半背着太阳。那么，地球被太阳照亮的半边是白天，背着太阳的那半边就是黑夜。
地球自转和公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替、四季变化和五带（热带、南北温带和南北寒带）的划分。由于地球自转轴与公转轨道平面斜交成约66°33′的倾角，因此，在地球绕太阳公转的一年中，有时地球北半球倾向太阳，有时南半球倾向太阳。而太阳的直射点总是在南北回归线之间移动，于是就产生了昼夜长短的变化。
地球是一个不发光又不透明的球体，同一瞬间阳光只能照亮半个地球。白半球和夜半球的分界线（圈），叫做晨昏线（圈）。在任何一瞬间，地球各地所处的昼夜状态可以用太阳高度来表达。太阳高度是太阳高度角的简称，表示太阳光线与当地地平面所形成的倾角。在昼半球上的各地，太阳高度总是大于0°，即太阳在地平线之上；在晨昏线上的各地，太阳高度等于2°，即太阳刚好位于地平线上；在夜半球上的各地，太阳高度总是小于0°，即太阳位于地平线之下。由于地球不停地运动，昼夜也就不断地交替，昼夜交替的周期，或太阳高度的日变化周期为24小时，叫做一个太阳日。太阳日制约着人类的起居作息，因而被用来作为基本的时间单位。此外，太阳日时间不长，使整个地球表面增热和冷却不致过分剧烈，从而保证了地球上生命有机体的生存和发展。
