Ce phénomène s'explique par l'inclinaison que prend la Terre par rapport au Soleil. Il faut d'abord savoir que notre planète tourne sur un axe incliné. Lors du solstice d'hiver, qui a souvent lieu aux alentours du 21 ou 22 décembre, la Terre atteint son inclinaison la plus extrême par rapport au Soleil. L'hémisphère Nord se trouve donc dans la position la plus éloignée du Soleil. Le taux d'ensoleillement sur 24 heures est alors très peu élevé, voire quasi-inexistant dans certaines villes situées près du pôle Nord.
Lors du solstice d'été, c'est le contraire, l'inclinaison de l'hémisphère nord étant au plus proche du soleil, celui-ci est présent pendant quasiment 24 heures pour certaines villes. C'est le cas notamment en Suède, en Norvège, en Islande, au Groenland, et même en Russie pour les villes au plus près du pôle Nord
