二十四節氣的計算方式主要是基於太陽在迴歸黃道上的位置。具體來說，一年被太陽的週年運動軌跡劃分爲24等份，每15°爲一箇節氣，從立春開始，直到大寒結束。每年春分點（黃經零度）標誌着二十四節氣的起點，每隔15度爲一箇節氣。由於地球每365天5時48分46秒圍繞太陽公轉一週，一年共有360度，因此分爲24個節氣。
二十四節氣不僅反映了季節變化，還反映了氣溫變化、天氣現象以及物候現象。例如，立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至這8個節氣反映四季變化；小暑、大暑、處暑、小寒、大寒5個節氣反映氣溫變化；雨水、穀雨、白露、寒露、霜降、小雪、大雪7個節氣反映天氣現象；驚蟄、清明、小滿、芒種4個節氣反映物候現象。
此外，二十四節氣最初是根據北斗七星的方位運轉來測算的，但後來發現這與太陽運轉規律高度重合，因此調整爲按照太陽運動軌跡測算。每個節氣的度數均等而時間不均等，一歲始於立春，終於大寒。這些節氣與中國的醫學、農學等產生了聯繫。