Hal tersebut terjadi karena kemiringan sumbu bumi yang menyebabkan perbedaan intensitas sinar matahari yang diterima oleh belahan bumi yang berbeda saat mengelilingi matahari.

Ketika belahan bumi bagian utara mengalami musim dingin, sumbu bumi condong sekitar 23,5 derajat dari garis vertikal. Hal ini menyebabkan sinar matahari yang jatuh pada belahan bumi utara menjadi lebih sedikit dan tersebar secara luas, sehingga suhu udara di wilayah tersebut menjadi lebih dingin. Sementara itu, belahan bumi selatan mengalami musim panas karena sinar matahari jatuh secara langsung dan intens pada wilayah tersebut.

Ketika musim panas berakhir di belahan bumi utara, sinar matahari mulai jatuh secara langsung pada wilayah tersebut dan suhu udara meningkat, sedangkan di belahan bumi selatan sinar matahari menjadi lebih tersebar dan intensitasnya menurun sehingga suhu udara menjadi lebih dingin.

Dalam periode antara musim dingin dan musim panas, serta sebaliknya, terdapat periode peralihan yang disebut musim semi dan musim gugur, di mana sinar matahari jatuh secara merata pada kedua belahan bumi, sehingga suhu udara cenderung stabil dan cuaca menjadi lebih sejuk.