Se știe că la solstițiului de iarnă, în emisfera nordică, avem cea mai scurtă zi și cea mai lungă noapte. De asemenea, Soarele răsare în cel mai sudic punct, la est-sud-est, e la cea mai mică altitudine pe cer la amiază și apune în cel mai sudic punct, la vest-sud-vest. De obicei, solstițiul de iarnă se produce pe 21 sau pe 22 decembrie și rar sau foarte rar pe 23 decembrie (1903, 2303) sau 20 decembrie (2080).
În anul 2023 solstițiul de iarnă are loc pe 22 decembrie, la ora 5:27 (ora României). Este momentul în care Soarele ajunge la declinația minimă, fiind în cel mai sudic punct al Eclipticii pe bolta cerească. După acest moment declinația Soarelui va începe să crească. Efectele vor fi vizibile imediat: durata zilei va începe să crească, iar cea a nopții să scadă. De asemenea Soarele va începe să fie tot mai sus pe cer, la amiază.
Tot în preajma solstițiului de iarnă Soarele răsare cel mai târziu și apune cel mai devreme pentru locațiile din emisfera nordică. Cu toate că ne-am aștepta ca aceste evenimente să aibă loc chiar în ziua solstițiului, acest lucru nu se întâmplă. De fapt în emisfera nordică, în funcție de latitudinea locului, cel mai timpuriu apus are loc câteva zile sau săptămâni înainte de solstițiul de iarnă, iar cel mai târziu răsărit cu câteva zile sau săptămâni după solstițiu.
Pe teritoriul României Soarele apune cel mai devreme în perioada 9-11 decembrie. Latitudinile sudice au parte de cel mai timpuriu apus mai devreme, iar cele nordice mai aproape de momentul solstițiului de iarnă.
| Localitatea | Data | Ora |
| Baia Mare | 11 decembrie | 16:33 |
| Brașov | 10-11 decembrie | 16:33 |
| București | 10 decembrie | 16:35 |
| Cluj Napoca | 10-11 decembrie | 16:37 |
| Constanța | 9-10 decembrie | 16:26 |
| Iași | 11 decembrie | 16:19 |
| Oradea | 11 decembrie | 16:43 |
| Timișoara | 10-11 decembrie | 16:50 |
Cel mai târziu răsărit al Soarelui se produce în perioada 1-3 ianuarie, din nou, locațiile mai nordice având acest moment mai aproape de solstițiul de iarnă decât cele mai sudice.
| Localitatea | Data | Ora |
| Baia Mare | 1-2 ianuarie | 08:14 |
| Brașov | 2 ianuarie | 07:58 |
| București | 3 ianuarie | 07:51 |
| Cluj Napoca | 2 ianuarie | 08:10 |
| Constanța | 3 ianuarie | 07:40 |
| Iași | 2 ianuarie | 07:56 |
| Oradea | 2 ianuarie | 08:18 |
| Timișoara | 2 ianuarie | 08:16 |
Motivul pentru care cel mai timpuriu apus, respectiv cel mai târziu răsărit nu se produc chiar la solstițiu este acela că rotația Pământului în jurul axei sale nu este exact 24 de ore. De fapt intervalul de timp scurs între două treceri succesive ale Soarelui la meridian variază pe parcursul anului.
| Data | Durata zilei în timp solar mediu |
|---|---|
| 11 februarie | 24 ore |
| 26 martie | 24 ore − 18.1 secunde |
| 14 mai | 24 ore |
| 19 iunie | 24 ore + 13.1 secunde |
| 25/26 iunie | 24 ore |
| 16 septembrie | 24 ore − 21.3 secunde |
| 2/3 noiembrie | 24 ore |
| 22 decembrie | 24 ore + 29.9 secunde |
Dacă facem o fotografie cu poziția Soarelui pe cer la exact aceeași oră, pe parcursul unui an întreg, vom obține un traseu sub forma cifrei „8” numit analema. Aceasta este variația zilei solare față de timpul nostru fix pe care ni-l indică ceasurile.
Pentru a vedea cum variază timpul solar, trebuie să ne uităm la momentul trecerii Soarelui la meridian. În perioada solstițiului de iarnă durata zilei solare este mai lungă decât 24 de ore, astfel că cel mai timpuriu apus și cel mai târziu răsărit de Soare nu se produc la solstițiu.