Solstiţiul de iarnă pe 21 decembrie,aduce cea mai scurtă zi din an, ca în fiecare an, deși iarna meteorologică sosește încă de la 1 decembrie, începutul iernii astronomice este marcat de un moment precis, cel al solstițiului de iarnă.
Solstiţiul de iarnă are loc joi la ora 18.28, iar 21 decembrie este cea mai scurtă zi şi cea mai lungă noapte a anului. Solstiţiu înseamnă „soare nemişcat”. În emisfera nordică, această zi este considerată prima zi de iarnă astronomică. De la această dată, ziua începe să crească, iar noaptea se scurtează.
Axa polilor Pământului își păstrează (în primă aproximatie) direcția fixă în spațiu, ea fiind înclinată cu 66° 33′ față de planul orbitei terestre, potrivit Observatorului Astronomic „Amiral Vasile Urseanu” din Bucureşti. Din acest motiv, Soarele parcurge în decurs de un an cercul sferei cerești numit „ecliptică”, a carui înclinare față de ecuatorul ceresc este de 23° 27′. La momentul solstițiului de iarnă Soarele se află deci în emisfera australă a sferei cerești, la distanța unghiulară maximă de 23° 27′ sud față de ecuator, el efectuând mișcarea diurnă în lungul cercului paralel cu ecuatorul ceresc, numit „tropicul Capricornului”.
Aceasta explică, pentru latitudinile medii ale Terrei, inegalitatea zilelor și a nopților, precum și succesiunea anotimpurilor.
La data solstițiului de iarnă, Soarele răsare cu 23° 27′ la sud de punctul cardinal est și apune tot cu același unghi spre sud față de punctul cardinal vest. La momentul amiezii el „urcă” – ținând cont de latitudinea medie a tării noastre, de 45° – la numai 21° față de orizont. În consecință, la această dată, durata zilei are valoarea minimă din an, de 8 ore și 50 minute, iar durata nopții are valoarea maximă, de 16 ore și 10 minute. Evident, în emisfera sudică a Pământului fenomenul are loc invers, momentul respectiv marcând începutul verii astronomice.