Εξ αιτίας αυτής της μεγάλης κλίσης του άξονα της Γης προς τον ήλιο, κατά το θερινό ηλιοστάσιο έχουμε τη μεγαλύτερη σε διάρκεια ημέρα στο Βόρειο Ημισφαίριο (ειδικά στην Ελλάδα, η ημέρα θα διαρκέσει 14 ώρες και 49 λεπτά). Από αύριο οι μέρες θα αρχίσουν να μικραίνουν έως ότου η διάρκειά τους εξισωθεί με αυτή των νυχτών κατά τη φθινοπωρινή ισημερία του Σεπτεμβρίου, ενώ στο χειμερινό ηλιοστάσιο του Δεκεμβρίου θα έχουμε τη μικρότερη ημέρα.
Ταυτόχρονα, για το Βόρειο Ημισφαίριο και για περιοχές εκτός των Τροπικών (δηλαδή για περιοχές με γεωγραφικό πλάτος μεγαλύτερο από 23.5 μοίρες), στο θερινό ηλιοστάσιο ο Ήλιος φτάνει το μεσημέρι στο ψηλότερο σημείο που μπορεί κατά τη διάρκεια ενός χρόνου.
Η λέξη «ηλιοστάσιο» προέρχεται από το «ήλιος» και το «στάση» επειδή κοντά στο θερινό ηλιοστάσιο (λίγες ημέρες πριν) ο Ήλιος φαίνεται να επιβραδύνει τη φαινομενική κίνησή του προς τα βόρεια, μέχρι που την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου αυτή η κίνηση μηδενίζεται και αντιστρέφεται.
Είναι γνωστό πως ο άξονας περιστροφής της Γης γύρω από τον εαυτό της δεν είναι κάθετος στο επίπεδο της περιφοράς της γύρω από τον Ήλιο, αλλά σχηματίζει μία γωνία περίπου 23° 26΄, ενώ ταυτόχρονα ο άξονας κρατά την ίδια διεύθυνση στον χώρο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, τη μισή χρονιά (από τις 20 ή 21 Μαρτίου ως τις 22 ή 23 Σεπτεμβρίου) το βόρειο ημισφαίριο να «γέρνει» προς τον Ήλιο, με το μέγιστο να παρατηρείται γύρω στις 21 Ιουνίου, οπότε έχουμε το θερινό ηλιοστάσιο. Την άλλη μισή χρονιά, το νότιο ημισφαίριο είναι αυτό που «γέρνει» περισσότερο προς τον Ήλιο, με το μέγιστο να παρατηρείται γύρω στις 21 Δεκεμβρίου, οπότε έχουμε το χειμερινό ηλιοστάσιο
Αυτή η κλίση του άξονα της Γης είναι που δημιουργεί τις εποχές και που κάνει τις περιοχές της Γης να εμφανίζουν μεγάλες διαφορές μεταξύ τους. Όπως θα παρατηρήσατε, αναφερόμαστε μέχρι τώρα σε περιοχές του Βορείου Ημισφαιρίου, οι οποίες λόγω της θέσης της χώρας μας, μας ενδιαφέρουν περισσότερο. Για το Νότιο Ημισφαίριο ισχύουν τα ίδια, όμως στις ανάποδες εποχές. Για το λόγο αυτό, για έναν κάτοικο του Νοτίου Ημισφαιρίου δεν είναι δόκιμος ο όρος θερινό ηλιοστάσιο, μιας και τότε εκεί έχουν χειμώνα. Πιο σωστός όρος είναι ο ουδέτερος όρος «βόρειο ηλιοστάσιο»
Εξαιτίας αυτής της κλίσης, η πορεία του ήλιου διαφέρει πολύ από περιοχή σε περιοχή. Πιο συγκεκριμένα:
Τροπική ζώνη: Είναι η περιοχή που βρίσκεται ανάμεσα σε γεωγραφικά πλάτη 23°26΄ Βόρειο (τροπικός του Καρκίνου) και 23° 26΄ Νότιο (τροπικός του Αιγόκερω)
Στις περιοχές που βρίσκονται ακριβώς πάνω στον Τροπικό του Καρκίνου, κατά το θερινό ηλιοστάσιο ο Ήλιος εμφανίζεται το μεσημέρι να περνά ακριβώς από το ζενίθ, το ανώτερο σημείο του ουρανού, ακριβώς δηλαδή πάνω από εμάς. Το ίδιο συμβαίνει κατά το νότιο ηλιοστάσιο για τις περιοχές που βρίσκονται πάνω στον Tροπικό του Αιγόκερω
Πολικές ζώνες : Είναι οι περιοχές που βρίσκονται ανάμεσα στον Αρκτικό και στον Ανταρκτικό κύκλο
Αρκτικός κύκλος είναι οι περιοχές που βρίσκονται σε γεωγραφικό πλάτος 66°34΄ Βόρειο. Εκεί, ο Ήλιος εμφανίζεται κατά το θερινό ηλιοστάσιο να συναντά ακριβώς τον βόρειο ορίζοντα τα μεσάνυχτα, και όλοι οι τόποι βόρεια από αυτόν τον κύκλο βλέπουν τον Ήλιο πάνω από τον ορίζοντα όλο το εικοσιτετράωρο. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως ο ήλιος του μεσονυκτίου. Δηλαδή, για τις περιοχές που βρίσκονται ακριβώς πάνω στον Αρκτικό κύκλο, ο ήλιος στις 21 Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο) δεν δύει για ένα ολόκληρο 24ωρο. Για τους βορειότερους τόπους δεν θα δύσει για περισσότερα 24ωρα και ακριβώς πάνω στο Βόρειο Πόλο, ο Ήλιος θα φαίνεται συνεχώς για ένα ολόκληρο εξάμηνο, από τις 21 Μαρτίου (εαρινή ισημερία) έως τις 22 Σεπτεμβρίου (φθινοπωρινή ισημερία)
Ακόμα και για τόπους μερικές μοίρες νοτιότερα του Αρκτικού κύκλου, τα νυκτερινά τόξα (δηλαδή η πορεία που διαγράφει ο Ήλιος) κοντά στο θερινό ηλιοστάσιο είναι μικρά και «ρηχά», δηλαδή κανένα τμήμα τους δεν βρίσκεται πολύ κάτω από το βόρειο ορίζοντα. Έτσι ο Ήλιος, με τη βοήθεια του φαινομένου της διάθλασης, μπορεί να φωτίζει τα χαμηλότερα σημεία του ορίζοντα (έτσι δημιουργείται το λυκαυγές και το λυκόφως, κοινώς «σούρουπο»). Ακόμη και τα μεσάνυχτα λοιπόν, μπορούμε να δούμε ένα ημίφως, ένα λυκόφως που το διαδέχεται το λυκαυγές χωρίς να μεσολαβήσει σκοτάδι. Το φαινόμενο αυτό είναι ιδιαίτερα γνωστό στην Αγία Πετρούπολη της Ρωσίας ως οι «Λευκές Νύχτες» και παρατηρείται μερικές ημέρες πριν και μετά το θερινό ηλιοστάσιο.
Από την άλλη, οι τόποι που βρίσκονται σε γεωγραφικό πλάτος 66° 34΄ Νότιο (δηλαδή ακριβώς πάνω στον Ανταρκτικό κύκλο) βλέπουν κατά το θερινό ηλιοστάσιο τον Ήλιο να συναντά ακριβώς τον βόρειο ορίζοντα το μεσημέρι, και όλοι οι τόποι νότια από αυτόν τον κύκλο δεν βλέπουν καθόλου τον Ήλιο για ένα 24ωρο. Αυτή είναι η λεγόμενη «πολική νύχτα». Δηλαδή, για τις περιοχές που βρίσκονται ακριβώς πάνω στον Ανταρκτικό κύκλο, ο ήλιος στις 21 Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο) δεν ανατέλλει για ένα ολόκληρο 24ωρο. Για τους νοτιότερους τόπους δεν θα ανατείλει για περισσότερα 24ωρα και ακριβώς πάνω στο Νότιο Πόλο, ο Ήλιος δε θα φανεί καθόλου για ένα ολόκληρο εξάμηνο
Κατά το νότιο ηλιοστάσιο τα φαινόμενα στα δύο ημισφαίρια αντιστρέφονται.
Εύκρατη ζώνη
Είναι οι δύο περιοχές της Γης που βρίσκονται ανάμεσα στους πολικούς και στους τροπικούς κύκλους. Στις περιοχές αυτές, ο ήλιος
α. δεν παραλείπει ποτέ να ανατέλλει και να δύει μέσα σε ένα 24ωρο
β. το καλοκαίρι παραμένει για περισσότερες ώρες και ψηλότερα πάνω από τον ορίζοντα, ενώ τον χειμώνα λιγότερες ώρες και χαμηλότερα στο ουρανό.
γ. δεν περνάει ποτέ από το Ζενίθ των τόπων αυτών, δηλαδή ποτέ οι ακτίνες του Ήλιου δεν πέφτουν εντελώς κάθετα
δ. μεσουρανεί πάντα νοτιότερα του Ζενίθ στους τόπους της βόρειας εύκρατης ζώνης και πάντα βορειότερα του Ζενίθ στους τόπους της νότιας εύκρατης ζώνης, καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους
