سبب تكون الشمس عمودية على مسقط صيفا هو ميل محور دوران الأرض حول محورها بزاوية نحو 23.5 درجة بالنسبة إلى مستوي مدارها حول الشمس.
يؤدي هذا الميل إلى أن تكون الشمس في أعلى ارتفاع لها ظهرا فوق الأفق في نصف الكرة الأرضية الشمالي يوم 21 يونيو، وهو ما يسمى بـالانقلاب الصيفي. وفي هذا اليوم، تكون الشمس عمودية على مدار السرطان، وهو خط دائرة عرض يمر عبر مسقط.
ومنذ هذا اليوم، تتحرك الشمس تدريجيا نحو الجنوب، لتصبح عمودية على خط الاستواء يوم 21 سبتمبر، وهو ما يسمى بـالاعتدال الخريفي. ثم تستمر في حركتها نحو الجنوب، لتصبح عمودية على مدار الجدي يوم 21 ديسمبر، وهو ما يسمى بـالانقلاب الشتوي.
وعلى الجانب الآخر من الكرة الأرضية، يكون الوضع معاكسا. ففي نصف الكرة الأرضية الجنوبي، تكون الشمس في أعلى ارتفاع لها ظهرا فوق الأفق يوم 21 ديسمبر، وهو ما يسمى بـالانقلاب الشتوي. ثم تتحرك الشمس تدريجيا نحو الشمال، لتصبح عمودية على خط الاستواء يوم 21 مارس، وهو ما يسمى بـالاعتدال الربيعي. ثم تستمر في حركتها نحو الشمال، لتصبح عمودية على مدار السرطان يوم 21 يونيو، وهو ما يسمى بـالانقلاب الصيفي.
وبشكل عام، يرتبط ميل محور دوران الأرض بتغير الفصول على الأرض. ففي فصل الصيف، يكون ميل الأرض نحو الشمس أكثر مما هو عليه في فصل الشتاء، مما يؤدي إلى وصول أشعة الشمس إلى الأرض بزاوية أكثر عمودية. وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة شدة الإشعاع الشمسي، وبالتالي إلى ارتفاع درجات الحرارة.