Mùa hè nóng mùa đông lạnh là do trục nghiêng của Trái đất so với Mặt trời chứ không phải do Trái đất ở xa Mặt trời hơn như nhiều người lầm tưởng.
Trái đất nóng vào mùa hè và lạnh vào mùa đông là do trục tự quay của Trái đất nghiêng với mặt phẳng quỹ đạo của nó quanh Mặt trời. Thời tiết nóng, lạnh chủ yếu do lượng nhiệt Trái đất thu nhận được nhiều hay ít từ Mặt trời.
Mùa là sự phân chia của năm, dựa trên sự thay đổi chung nhất theo chu kỳ của thời tiết.
Khoảng cách từ Mặt trời tới Trái đất khoảng 150 triệu km. Trái đất quay quanh mặt trời ở góc nghiêng 23,5 độ. Góc này gây ra việc một số vùng Trái đất xa hơn Mặt trời và một số vùng gần hơn.
Tại bất kỳ thời điểm nào trong năm, bán cầu bắc hoặc bán cầu nam xoay nhiều hơn về phía Mặt trời. Bán cầu ở gần hơn sẽ là mùa hè. Bán cầu ở xa hơn thì là mùa đông.
Các mùa thuộc các vùng cực và ôn đới của một bán cầu sẽ ngược lại với các mùa bán cầu kia. Khi mùa hè diễn ra bắc bán cầu thì ở nam bán cầu là mùa đông và ngược lại.
Vào mùa đông, bắc bán cầu xa mặt trời và hấp thụ nhiệt ít hơn; ban đêm sẽ tản nhiệt. Còn nhiệt lượng nhận từ Mặt trăng không đáng kể.
Mùa đông, Trái đất ban ngày hấp thụ nhiệt ít, ban đêm tản nhiệt nhiều, mỗi ngày không những không tích thêm nhiệt, mà còn mất đi một số nhiệt tích từ mùa hè. Sau tiết đông chí, trái đất tích nhiệt ít hơn nữa, cho nên đây cũng là thời gian lạnh nhất trong năm.
Sự dao động về thời tiết theo mùa còn phụ thuộc vào các yếu tố như khi gần với các đại dương hay các khu vực có chứa nhiều nước, các dòng hải lưu ở đại dương, hiện tượng như El Nino/ENSO và nhiều hiện tượng có chu kỳ khác nữa của đại dương, cũng như hướng gió chủ đạo.
