Hạ chí là ngày dài nhất trong năm vì độ nghiêng của Trái đất về phía Mặt trời lớn nhất vào ngày đó. Trục của Trái đất nghiêng 23,5 độ so với phương thẳng đứng khi nó quay theo quỹ đạo của nó con đường. Điều này có nghĩa là trong một phần của năm, Bán cầu Bắc nghiêng gần Mặt trời hơn, mang lại cho một nửa hành tinh đó nhiều ánh sáng ban ngày hơn cho mỗi vòng quay.
Khi một phần của Trái đất nghiêng về phía Mặt trời, nó sẽ nhận được nhiều ánh sáng mặt trời trực tiếp hơn trong thời gian dài hơn mỗi ngày. Điều này làm tăng lượng nhiệt truyền đến Trái đất và tăng lượng thời gian mỗi ngày mà bất kỳ điểm nhất định nào trên bán cầu đó tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Hiệu ứng này càng lớn khi người quan sát càng ở xa đường xích đạo. Ở gần Bắc Cực của hành tinh, độ nghiêng rõ rệt đến mức Mặt Trời có thể hoàn toàn không lặn trong những ngày xung quanh hạ chí.
Vì một bán cầu nghiêng về phía Mặt trời trong khi bán cầu kia nghiêng đi, Nam bán cầu trải qua hiện tượng tương tự sáu tháng sau đó. Ngày 21 tháng 6 là ngày ngắn nhất trong năm của các quốc gia như Úc và New Zealand, có ngày hạ chí xảy ra vào ngày 21 tháng 12.
