春分秋分昼夜等长的核心原因是太阳直射赤道，导致晨昏线与经线重合，全球昼夜被均分。
1. 太阳直射赤道是昼夜平分的直接诱因
春分（3月20日或21日）、秋分（9月22日或23日）时，太阳直射点从南（或北）回归线向赤道移动，最终恰好位于赤道上。太阳光线几乎平行地穿过赤道，向南北半球输送的太阳辐射量相等，为昼夜等长提供了基础条件。
2. 晨昏线与经线重合，全球昼夜被精准平分
当太阳直射赤道时，晨昏线（区分昼半球与夜半球的分界线）会穿过南北极点，并与地球的经圈（连接南北极点的假想线）完全重合。这意味着，所有纬线都被晨昏线平分为两部分——一侧属于昼半球（白天），另一侧属于夜半球（黑夜）。无论身处地球的哪个纬度（除极点外），白天和黑夜的时间长度都接近12小时。
3. 地球的倾斜角度维持了这种平衡
地球自转轴与公转轨道平面（黄道面）始终保持约66.5°的倾斜角（即黄赤交角23.5°）。在春分和秋分时，地球的倾斜方向恰好使太阳直射点从南（或北）回归线回归赤道，这种倾斜角度的稳定性确保了太阳直射点的对称性，从而维持了昼夜平分的局面。若倾斜角度发生变化，太阳直射点将不再直射赤道，昼夜长短也会随之改变。
补充：实际昼夜略有差异，但理论值严格相等
由于大气对太阳光的折射作用，实际日出时间会略早于理论值，日落时间略晚于理论值（如北京春分日白天时长约12小时8分钟）。但从天文意义上来说，春分和秋分的昼夜长度严格相等，这也是“昼夜平分”这一说法的科学依据。
