Như bạn đã tìm hiểu trong Chương 2.2, hoàng đạo nghiêng so với xích đạo thiên cầu. Hai "vòng tròn khổng lồ" này (cùng nằm trên một mặt cầu) cắt nhau tại hai điểm xuân phân và thu phân. Góc mà hai vòng tròn khổng lồ này tạo ra tại các giao điểm đó bằng 23,5°, đây chính là độ nghiêng của trục Trái Đất. Bạn cũng có thể coi đó là khoảng cách góc giữa Hoàng cực Bắc và Thiên cực Bắc. Thuật ngữ chuyên ngành gọi độ nghiêng này là độ nghiêng hoàng đạo. Nếu Trái Đất nằm thẳng đứng trên quỹ đạo của nó (như Sao Thủy), hai cực này sẽ trùng nhau – cả hoàng đạo và xích đạo thiên cầu cũng vậy. Góc nghiêng này không chỉ là một điều bí ẩn – mà nếu thiếu nó, ta sẽ không có các mùa!

Nếu không sống tại xích đạo, bạn sẽ thấy sự thay đổi của các mùa kéo theo sự thay đổi trong chuyển động thường ngày của Mặt Trời. Mùa đông tới là lúc Mặt Trời mọc muộn hơn, lặn sớm hơn và di chuyển theo một đường thấp hơn trên bầu trời. Khi mùa đông chuyển dần sang xuân và sau đó là hè, những thay đổi này lại bị đảo ngược. Nguyên nhân của những biến đổi này là sự thay đổi vị trí của Mặt Trời trên hoàng đạo.

Xích đạo thiên cầu là một vòng cung kéo dài từ đông sang tây và đạt độ cao lớn nhất ở phía nam, giá trị của độ cao lớn nhất này là góc phụ với vĩ độ tại nơi mà bạn đang đứng (90° trừ đi vĩ độ nơi đó). Các điểm trên xích đạo thiên cầu di chuyển về phía tây khi bầu trời quay, nhưng điều quan trọng cần lưu ý là bản thân xích đạo thiên cầu không thay đổi vị trí trong suốt đêm. Điều này luôn đúng dù ở bất cứ đâu trên Trái Đất.

Trái lại, bạn sẽ thấy hoàng đạo "lắc lư" khi bầu trời quay. Ở Bắc bán cầu, phần hoàng đạo chạy qua chòm Scorpius và Sagittarius nằm thấp ở phía nam khi lọt vào tầm nhìn, còn phần chạy qua chòm Taurus và Gemini lại nằm cao hơn và sát đỉnh đầu hơn nhiều. Điều này khiến cho Mặt Trời – vật thể nằm trên hoàng đạo – lên cao trên bầu trời vào mùa hè, khi nó ở trong Gemini, và xuống thấp vào mùa đông, khi nó ở trong Sagittarius. Nếu để thời gian trôi liên tục về phía trước cho và chờ cho Mặt Trời xuất hiện, bạn sẽ thấy nó đi theo một trong những đoạn hoàng đạo ở dưới thấp, đừng ngạc nhiên, vì đó là tháng 12!

Độ cao của Mặt trời thay đổi trong suốt một năm. Ta bắt đầu với Mặt Trời quanh ngày 21/6, đây là hạ chí – ngày đầu tiên của mùa hè. Vào thời điểm này trong năm, Mặt Trời lên tới độ cao lớn nhất mà nó có thể đạt được.

Cho thời gian trong năm trôi nhanh với tốc độ một ngày mặt trời, ai cũng sẽ thấy độ cao của Mặt Trời giảm dần mỗi ngày, lúc đầu chỉ chậm thôi – suốt tháng 7 – nhưng tốc độ tăng lên khi mùa hè kết thúc. Tốc độ Mặt Trời mất độ cao đạt đỉnh điểm vào thu phân, vào đúng hoặc rất sát ngày 22/9. Điều này không làm bạn ngạc nhiên cho lắm, vì bạn chắc đã có kinh nghiệm về việc độ dài của ban ngày (lượng thời gian Mặt Trời nằm cao hơn chân trời) co lại rất nhanh khi mùa thu tới. Ngày 22/9 là ngày Mặt Trời vượt qua xích đạo thiên cầu để đi về phía nam và đánh dấu ngày đầu tiên của mùa thu tại Bắc bán cầu.

Sau thu phân, Mặt Trời tiếp tục hạ thấp hơn vào mỗi buổi trưa, nhưng tốc độ thay đổi chậm lại. Mặt Trời lúc trưa mỗi ngày thấp hơn một chút so với trưa hôm trước, cho tới ngày 21/12 hoặc 22/12, Mặt Trời đạt được "độ cao tối đa hằng ngày" thấp nhất. Đây là đông chí (winter solstice), solstice là từ tiếng Latin có nghĩa là "sun-stand" do lúc này Mặt Trời "stands still" – "chững lại" (không tiếp tục hạ độ cao nữa) trước khi tự nó đảo ngược tiến trình và tăng dần độ cao trở lại.

Sau đông chí, Mặt Trời đảo ngược xu hướng giảm độ cao của nó và mỗi buổi trưa lại lên cao hơn một chút. Vào mùa xuân hay ngày xuân phân 21/3, nó trở lại độ cao buổi trưa giống như thu phân: 48°. Mặt Trời đạt được độ cao buổi trưa lớn nhất vào hạ chí trong tháng 6, khi nó "chững lại" một lần nữa trước khi đảo ngược tiến trình và đi về phía nam.

Sự thay đổi độ cao của Mặt Trời khiến cho độ dài tương đối của ban ngày và ban đêm cũng biến đổi theo mùa. Đông chí có ban ngày ngắn nhất trong năm ở Bắc bán cầu. Từ đông chí tới hạ chí, độ cao tối đa của Mặt Trời tăng dần, nên Mặt Trời ở phía trên chân trời lâu hơn, vì vậy mà ban ngày dần trở nên dài ra. Vào ngày giữa hai ngày chí – xuân phân – ban đêm và ban ngày đều dài 12 tiếng, điều này luôn đúng tại bất cứ đâu trên Trái Đất. Sau hạ chí, độ cao tối đa của Mặt Trời bắt đầu giảm, nên ban ngày ngắn lại và tiếp tục giảm cho tới khi đông chí quay lại, tới thu phân độ dài ban ngày và ban đêm lại bằng nhau. Ở Nam bán cầu, mô hình này ngược lại hoàn toàn.