昼夜相等是春分和秋分这两天。地球自转造成了地表各处昼夜的交替。天文学上把昼半球和夜半球的分界线叫做晨昏线。晨昏线把所经过的纬线圈的昼弧和夜弧的两部分。昼弧和夜弧的长度就决定了一个地方的昼夜长短变化。形成昼夜长短变化的原因是地球的地轴是倾斜的以及地球在公转，一直指向北极星附近。由于地球永不停歇地侧着身子，围绕太阳运转，这种冷暖便不停地交替着，从而形成了寒来暑往的四季。

各地的昼夜长短，因晨昏圈随太阳直射点的移动而发生变化：当太阳直射点落在赤道（春秋二分）时，晨昏圈通过两极（与经圈重合），等分所有纬线。因此，全球各地昼夜等长。

在太阳照射下，地球被分为昼夜两个半球：向太阳的半球是昼半球，背太阳的半球是夜半球。昼夜两半球之间的分界线，被叫做晨昏线，是地球的一个大圆。晨昏圈经过的各地，正经历着一天中的清晨或黄昏。那里见到的太阳，正好位于东方或西方的地平上。

地球不仅在空间有昼夜半球之分，而且，由于地球的自转和公转，昼夜两半球在时间上不断地相互交替，使得各个地点时而位于昼半球，因而经历着白昼；时而位于夜半球，因而经历着黑夜。这叫做昼夜交替。昼夜交替的周期，就是通常所谓的1日，叫太阳日，它不同于恒星日。恒星日是单纯的地球自转的周期，而形成太阳日的，不仅是由于地球自转，还包括地球的公转，是二者的会合周期。