E' ciascuno dei due punti sull'eclittica nel quale la longitudine celeste del Sole è 90° (solstizio estivo) o 270° (solstizio invernale); è anche l'istante nel quale il centro del Sole si trova in questi due punti.

Da un punto di vista astronomico nel momento del solstizio d'inverno il Sole viene a trovarsi alla massima distanza angolare rispetto all'equatore celeste, che altro non è che la proiezione sulla volta celeste dell'equatore terrestre, e cioè 23° 26' sud. In altre parole in località poste alla latitudine di -23° 26' a mezzogiorno il Sole si trova esattamente allo zenit. Una simile osservazione da sola non ci permette comunque di stabilire se sia il Sole a muoversi attorno alla Terra o viceversa.

A causa di questa equivalenza fenomenologica si è incontestabilmente creduto che fosse il Sole a muoversi attorno alla Terra fino all'epoca della rivoluzione copernicana.

Il Sole appare posizionato sempre sul cerchio massimo rappresentato dalla proiezione in cielo del piano dell'orbita della Terra. Questo cerchio si chiama “eclittica”. All'epoca degli equinozi il Sole si trova posizionato all'intersezione tra l'equatore celeste e l'eclittica mentre all'epoca dei solstizi si trova in una posizione a circa 90° rispetto a questi punti lungo l'eclittica.

E' facile dimostrare da un punto di vista geometrico quello che accade quando il Sole si trova nella posizione del solstizio d'inverno. Supponendo di trovarci in una località situata ad una 'latitudine di +43° nel giorno del solstizio d'inverno l'altezza del Sole, a mezzogiorno, sull''orizzonte è di circa 23° mentre al solstizio d'estate la sua altezza è di circa 70°. Si può facilmente calcolare che a parità di fascio di luce incidente alle due epoche, l'area di superficie investita dai raggi dal sole nel periodo del solstizio invernale è sei volte maggiore di quella investita all'epoca del solstizio d'estate. Da questo si deduce che ogni chilometro quadrato di 'superficie terrestre riceve una quantità di energia sei volte inferiore in inverno rispetto a quanto accade in estate. Inoltre sempre per via geometrica si può verificare che la lunghezza dell'arco del percorso diurno del Sole proiettato al di sopra dell'orizzonte al solstizio di'inverno è di molto inferiore a quello misurabile all'epoca del solstizio d'estate e da questo deriva la diversa lunghezza del periodo diurno durante l'anno.

Dr. Rubes Turchetti

In pratica, il solstizio invernale è il momento nel quale il Sole transita per il punto più meridionale del suo percorso apparente annuo (nello stesso istante. Nell'emisfero australe c'è il solstizio estivo) e nel 2000 esso avveniene alle 13:30 (13,5) TU del 21 dicembre.
Viceversa, il solstizio estivo è il momento nel quale il Sole transita per il punto più settentrionale del suo percorso apparente annuo (nello stesso istante, nell'emisfero australe, c'è il solstizio invernale); nel 2000 esso avviene alle 01:06 (01,1) TU del 21 giugno.