地球从一个极至另一个极的自转轴相对于地球在太阳系绕太阳公转的轨道平面倾斜约23.5度。当地球环绕著太阳时，这将在半球的冬天和夏天，创造出太阳高度角会有最大47度的具体区别。
在北半球，冬天的太阳从东南方升起，达到最大高度是低垂在南方地平线上，然后在西南方没入。它整天都在建筑物的南方 (赤道)，垂直朝南的玻璃面是补获太阳热能的优良建材。
在南半球的冬天 (6月、7月和8月)，太阳从东北方升起，几乎会直接越过天顶 (具体取决于纬度)，然后在西北方没入。一个依据纬度设计面向赤道的简单悬臂装置可以很容易的在一年中最热的日子将面向赤道的窗户垂直进入的太阳增益百分百的直接阻绝掉。可卷动的外遮阳屏、室内半透明或不透明的窗帘、百叶窗、可移动的爬藤等 (没有任何主动的电动空调)，可以用来做为每天、每小时或季节性的热传输控制。
纬度 (和半球) 特定的太阳路径差异是被动式太阳能建筑设计的关键。它们是设计适宜的窗户和季节性旋臂最主要的资料。太阳能设计者必须精确的知道在他们的设计中，每个位置的太阳路径角度，和如何比较依据季节的加热和冷却需求。
在美国，特定位置的太阳高度和方位角的季节性太阳路径精确数值，可以从NOAA获得 － 在北半球建筑物的南侧是朝向赤道，在南半球则是北方朝向赤道；同时太阳高度的峰值出现在夏至的6月21日 (最大值) 与冬至的12月21日 (最小值)。除了高纬度的冬季和夏季，在地球上的任何地点，太阳都大约是从东方升起，从西方没入。
在赤道，每年的春分(大约3月21日)和秋分 (大约9月23日)，太阳将在正午 (太阳时) 越过天顶并出现垂直的棍棒没有影子的现象；在北纬23.5度的北回归线，会在夏至日 (大约6月21日) 发生相同的现象。在一年中的其他日子，正午的影子将指向北极。同样的，在赤道以南23.5度的南回归线，会在南半球的夏至 (大约12月21日)，出现垂直的棍棒在正午没有影子的现象，并且在一年中其它的日子，正午的影子会指向南极。在北回归线以北，正午的影子永远指向北极；与此相反的，在南回归线以南，正午的影子永远指向南极。在北极圈和南极圈内，一年当中至少会有一天太阳会连续24小时不出现在地平线上，和连续在地平线上出现24小时 (六个月后)。
在适宜的纬度 (在极区和热带地区之间，大部份人类生活的地区)，白天的长度、太阳的高度和方位、都随著季节在变化。离赤道越远，夏季漫长的白天相对于冬季简短的白昼之间的差异也将越大[2]。