Η έναρξη της άνοιξης και του φθινοπώρου καθορίζεται από τις ισημερίες (εαρινή και φθινοπωρινή), ενώ του καλοκαιριού και του χειμώνα από τα ηλιοστάσια (θερινό και χειμερινό). Και στις τέσσερις περιπτώσεις πρόκειται για συγκεκριμένα σημεία στον χωροχρόνο που εξαρτώνται από τη θέση της Γης κατά την ετήσια περιφορά της γύρω από τον Ήλιο.

Στις ισημερίες η μέρα και η νύχτα έχουν περίπου την ίδια διάρκεια, ενώ το μεσημέρι ο ήλιος βρίσκεται κατακόρυφα ακριβώς πάνω από τον Ισημερινό. Αν ο ήλιος δεν ήταν παρά ένα φωτεινό σημείο στον ουρανό και η Γη δεν είχε ατμόσφαιρα, η οποία καμπυλώνει ελαφρά τις ηλιακές ακτίνες, τότε μόνο κατά τη στιγμή της ισημερίας η μέρα και η νύχτα θα ήταν ακριβώς ίσες και θα διαρκούσαν 12 ώρες η κάθε μια.

Η εναλλαγή των τεσσάρων εποχών δημιουργείται από την κλίση 23,5 μοιρών του άξονα της Γης -γύρω από τον οποίο κάνει μια πλήρη περιστροφή μέσα σε περίπου 24 ώρες- σε συνδυασμό με την ελλειπτική ετήσια τροχιά της γύρω από τον ήλιο σε διάστημα περίπου 365,24 ημερών.

Στο χειμερινό ηλιοστάσιο η μέρα έχει φτάσει στη μικρότερη διάρκειά της και μετά αρχίζει σιγά-σιγά -στην αρχή μερικά δευτερόλεπτα και σταδιακά με αυξανόμενο ρυθμό- να μεγαλώνει μέχρι την εαρινή ισημερία, οπότε η επόμενη μέρα είναι αρκετά λεπτά μεγαλύτερη από την προηγούμενη. Μετά την εαρινή ισημερία, και την «ισοφάριση» μέρας-νύχτας, η μέρα συνεχίζει με επιβραδυνόμενο πλέον ρυθμό να μεγαλώνει, ώσπου φτάνει στη μέγιστη διάρκειά της στο θερινό ηλιοστάσιο και στη συνέχεια αρχίζει σιγά-σιγά να μικραίνει.

Η εαρινή ισημερία σηματοδοτεί για το Βόρειο Πόλο την έναρξη μιας εξάμηνης περιόδου συνεχόμενης μέρας και για το Νότιο Πόλο αντίστοιχα συνεχόμενης νύχτας.