因为地球是一个不发光且不透明的球体，同一瞬间阳光只能照亮半个球，被阳光照亮的半个地球是白昼，没有被阳光照亮的半个地球是黑夜。任一瞬间，地球各地所处的昼夜状态可以用太阳高度来表达。太阳高度是太阳高度角的简称，表示太阳光线对当地地平面的倾角。在昼半球上的各地，太阳高度总是大于0度，即太阳在地平线之上；在晨昏线上的各地，太阳高度等于2度，即太阳刚好位于地平线上。在夜半球上的各地，太阳高度总是小于0度，即太阳位于地平线之下。由于地球不停地运动，昼夜也就不断地交替。昼夜交替的周期，或太阳高度的日变化周期为24小时，叫做一太阳日。太阳日制约着人类的起居作息，因而被用来作为基本的时间单位。