Hai lần một năm, Mặt Trời đạt đến điểm cao nhất hoặc thấp nhất trên bầu trời. Những thời điểm đó được gọi là chí tuyến. Từ này xuất phát từ tiếng Latinh solstitium, có nghĩa là mặt trời đứng yên. Khoảng ngày 21 tháng 6, Mặt Trời ở điểm cực bắc, đánh dấu chí tuyến mùa hè ở bán cầu bắc và chí tuyến mùa đông ở bán cầu nam. Khoảng ngày 21 tháng 12, điều ngược lại xảy ra.

Hiện tượng chí tuyến xảy ra do trục Trái Đất nghiêng khoảng 23,5 độ. Khi Trái Đất quay quanh Mặt Trời, độ nghiêng này khiến các bán cầu khác nhau hướng về phía Mặt Trời hoặc ra xa Mặt Trời vào những thời điểm khác nhau trong năm. Vào ngày chí tuyến, độ nghiêng đạt mức tối đa. Bán cầu nghiêng về phía Mặt Trời nhận được nhiều ánh sáng mặt trời trực tiếp nhất và có ngày dài nhất. Bán cầu còn lại nhận được ít nhất.

Ngày hạ chí và đông chí đã được kỷ niệm qua hàng thiên niên kỷ. Công trình Stonehenge thẳng hàng với mặt trời mọc vào ngày hạ chí. Người Inca đã xây dựng các đền thờ để theo dõi ngày đông chí. Nhiều nền văn hóa đánh dấu ngày này bằng các lễ hội, đốt lửa trại và các nghi lễ. Sự kiện thiên văn học là giống nhau, nhưng ý nghĩa thì khác nhau.

Ngày hạ chí không phải là ngày nóng nhất trong năm, ngay cả ở bán cầu nghiêng về phía Mặt trời. Đại dương và khí quyển cần thời gian để nóng lên, vì vậy những ngày nóng nhất thường đến sau đó một hoặc hai tháng. Sự chậm trễ này là lý do tại sao các mùa dường như đến muộn hơn.