مرتين في السنة، تصل الشمس إلى أعلى أو أدنى نقطة لها في السماء. هاتان اللحظتان هما الانقلابان الشمسيان. الكلمة مشتقة من اللاتينية solstitium، وتعني توقف الشمس. في حوالي 21 يونيو، تكون الشمس في أقصى نقطة شمالية لها، مما يُشير إلى الانقلاب الصيفي في نصف الكرة الشمالي والانقلاب الشتوي في نصف الكرة الجنوبي. وفي حوالي 21 ديسمبر، يحدث العكس.

يحدث الانقلابان الشمسيان نتيجة ميل محور الأرض بزاوية 23.5 درجة تقريبًا. أثناء دوران الأرض حول الشمس، يتجه نصفي الكرة الأرضية نحو الشمس أو بعيدًا عنها في أوقات مختلفة من السنة. عند الانقلاب الشمسي، يكون الميل في أقصى حد له. يحصل نصف الكرة الأرضية المائل نحو الشمس على أكبر قدر من ضوء الشمس المباشر وأطول نهار، بينما يحصل النصف الآخر على أقل قدر منه.

يُحتفل بالانقلابين الشمسيين منذ آلاف السنين. يتوافق موقع ستونهنج مع شروق شمس الانقلاب الصيفي. بنى الإنكا معابد لتتبع الانقلاب الشتوي. تُحيي العديد من الثقافات هذا اليوم بالمهرجانات وإشعال النيران وإقامة الطقوس. الحدث الفلكي واحد، لكن المعنى يختلف.

لا يُعدّ الانقلاب الشمسي أشد أيام السنة حرارة، حتى في نصف الكرة الأرضية المائل نحو الشمس. فالمحيطات والغلاف الجوي يحتاجان إلى وقت ليسخنا، لذا عادةً ما تأتي أدفأ الأيام بعد شهر أو شهرين. وهذا التأخير هو ما يجعلنا نشعر بتأخر الفصول.