طولانی ترین شب سال 5 ساعت از طولانی ترین روز سال بلند تر است

زمین در محوری با انحراف 23.5 درجه ای به دور خود در حال چرخش می باشد که همین امر موجب می شود تا زمانی که زمین به دور خورشید در حال حرکت است به نقطه ای به نام انقلاب زمستانی برسد.

در نقطه انقلاب زمستانی نیمکره شمالی زمین بیشترین زمان خود را در شب و تاریکی به سر خواهد برد و چون زمین در سایه خورشید در حال چرخش است موجب ایجاد طولانی ترین شب سال می شود.
میزان زمان طولانی بودن این شب نسبت به سایر شب ها متفاوت است و این شب نسبت به شب قبل خود یک دقیقه طولانی تر است ولی نسبت به بلند ترین روز سال که تقریباً اول تیر ماه است 5 ساعت طولانی تر است.
زمین در حال چرخش به دور خورشید فقط یک بار به نقطه انقلاب زمستانی می رسد و در سال ما فقط می توانیم یک شب را به صورت بلند ترین شب سال تجربه کنیم.
 کجی و مایل بودن محور زمین موجب شده میزان انرژی که زمین از خورشید در زمستان و پاییز دریافت می کند نسبت به فصل تابستان کمتر باشد.