地球圍繞太陽的公轉運動
四季更替的原因主要是由於地球圍繞太陽的公轉運動。地球在公轉過程中，地軸與公轉軌道之間保持一個恆定的夾角，即黃赤交角，這個角度大約是23°26′。由於這個夾角的存在，地球在公轉過程中，太陽直射點在地球表面南北緯23°26′之間往返移動，導致不同地區在不同時間接收到的太陽輻射量和熱量不同，從而形成了一年中春夏秋冬四個季節的變化。
具體來說：
當地球位於公轉軌道上的春分點（3月21日左右）時，太陽直射赤道，全球大部分地區迎來春季。
從春分到夏至（6月22日左右），太陽直射點向北移動，北半球接收到的太陽輻射增多，氣候變暖，進入夏季。
夏至後，太陽直射點開始南移，北半球接收到的太陽輻射減少，氣候逐漸變涼，進入秋季。
秋分（9月23日左右）時，太陽再次直射赤道，全球大部分地區迎來秋季。
秋分到冬至（12月22日左右）期間，太陽直射點繼續南移，南半球進入夏季，北半球進入冬季。
冬至後，太陽直射點北返，北半球逐漸迎來春季。
此外，由於地球公轉速度的差異，導致地球上四季的長度並不相等。赤道附近由於總是處於太陽光線的直射狀態下，因此熱帶地區沒有四季的變化，全年都是夏季。而地球的兩極由於地軸傾斜的影響，會出現極晝和極夜的現象。