21 Aralık'ta en uzun gecenin yaşanmasının nedeni, Dünya'nın eksen eğikliği ve güneş ışınlarının yıl içindeki hareketiyle ilgilidir. Güneş ışınlarının eğikliği: 21 Aralık'ta Güneş ışınları Kuzey Yarım Küre'ye gelebileceği en eğik açıyla, Güney Yarım Küre'ye ise gelebileceği en dik açıyla gelir. Kuzey Yarım Küre'nin konumu: Bu tarihte Kuzey Yarım Küre Güneş'e en çok eğik olan pozisyonda bulunur. Gündüz ve gece süreleri: Bu durum, Kuzey Yarım Küre'de gündüzlerin kısalmasına ve gecelerin uzamasına neden olur. 21 Aralık'tan sonra Kuzey Yarım Küre'de gündüzler uzamaya, Güney Yarım Küre'de ise kısalmaya başlar.