冬至是二十四节气中北半球白昼最短、黑夜最长的关键节点，其本质是地球公转与自转共同作用的结果。
地球在绕太阳公转时，地轴始终保持约23.5°的倾斜角度（黄赤交角）。这种倾斜导致太阳直射点在南北回归线之间周期性往返：当太阳直射南回归线时（冬至日，通常在12月2123日），北半球各地距离太阳直射点最远，太阳光线与地面的夹角（太阳高度角）达到一年中的最小值。北半球接收的太阳辐射量最少，白天时长大幅缩短；而南半球则因太阳直射处于一年中最南位置，迎来白昼最长、黑夜最短的夏季。
北半球高纬度地区（如北极圈内）在冬至日还会出现极夜现象——全天24小时处于太阳照射范围之外，进一步凸显了黑夜的长度。随着冬至过后，太阳直射点逐渐向北移动，北半球白昼时长开始缓慢回升，黑夜则逐渐缩短。
二、“冬至一阳生”的含义解析
“冬至一阳生”是中国传统哲学与节气文化中的核心概念，蕴含着对阴阳转化、生机萌发的深刻理解。
从阴阳学说的角度看，冬至是“阴极之至，阳气始生”的转折点。古人认为，冬季是阴气主导的季节，而冬至日阴气达到一年中的峰值，此后阴气开始由盛转衰，阳气则从“蛰伏”状态逐渐苏醒、萌发。这种阴阳转换不仅是自然规律的体现，更被视为生命循环的新起点——正如《周易》所言“冬至阳生春又来”，冬至标志着冬藏的结束与春生的开始。
在传统卦象中，“冬至一阳生”也有直观体现：代表冬至的卦为“复卦”，其六爻中原本全为阴爻（象征阴气极盛），但最下面的阴爻已转变为阳爻（象征阳气初生）。这种卦象变化生动诠释了“阴极生阳”的哲理。
自然界的物候现象也印证了“冬至一阳生”：
一候蚯蚓结：蚯蚓作为“阴曲阳伸”的生物，此时虽仍蜷缩于土中（阴气仍盛），但阳气萌动使其身体开始微微松动；
二候麋角解：麋（水泽之兽，属阴）因感受到阳气渐升，夏至时脱落的角开始重新生长；
三候水泉动：地下泉水因阳气引发，开始暗暗流动，甚至呈现出温热的迹象。
这些物候变化均指向一个核心——冬至并非纯粹的寒冷终点，而是生机暗藏、阳气渐起的转折点，承载着古人对自然规律的敬畏与对生命复苏的期待。