解日晷的原理。地球在它的轴上自转，并以椭圆轨道绕着太阳公转。假设太阳是在天球上稳定的围绕着地球的天体，每24小时绕着天球的轴转一圈，是一个良好的近似。天球的轴是连接两个天极之间的直线。由于天球的轴和地球的自转轴是对齐的，所以当地的水平面与轴的夹角就是地理纬度。与恆星不同的是，太阳会改变它在天球上的位置。在春天和夏天，它的赤纬度数是正值（在北天球）；秋天和冬天，赤纬值是负的，并且有赤纬数值是零的时候（即位于天球赤道时的春分和秋分）。太阳的赤经也会改变，每年在天球上环绕一圈。太阳在天球上经过的路径称为黄道，