一年四季的形成與地球圍繞太陽的公轉以及地球自轉軸相對於公轉軌道的傾斜有關。具體來說：
地球自轉。地球自轉軸與地球繞太陽公轉的軌道面之間存在一個約23.5度的夾角，這個夾角使得太陽直射點在一年中從北回歸線（北緯23.5度）移動到南回歸線（南緯23.5度），再回到北回歸線，這樣的移動造成了不同地區在不同季節接收到的太陽輻射量不同。
地球公轉。當地球位於公轉軌道上的不同位置時，北半球和南半球的季節也會發生變化，例如，當太陽直射點在北半球時，北半球接收到的太陽輻射量較多，形成夏季，而南半球接收到的輻射量較少，形成冬季。相反，當太陽直射點在南半球時，南半球為夏季，北半球為冬季。
春分和秋分。當太陽直射赤道時，即3月21日或9月23日左右，全球大部分地區經歷晝夜等長的春分或秋分，這時北半球為春季或秋季，南半球為秋季或春季。
夏至和冬至。6月22日前後，地球位於遠日點，太陽直射北回歸線，北半球接收到的熱量最高，為夏季，南半球則為冬季，12月22日前後，地球位於近日點，太陽直射南回歸線，北半球為冬季，南半球則為夏季。
這樣，由於地球自轉和公轉的相互作用以及地球傾斜角度的存在，形成了我們所說的四季更替。