太陽高度角是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角，專業上講太陽高度角是指某地太陽光線與通過該地與地心相連的地表切面的夾角。當太陽高度角爲90°時，此時太陽輻射強度最大；當太陽斜射地面時，太陽輻射強度就小。太陽高度是決定地球表面獲得太陽熱能數量的最重要的因素。
冬至日是在每年的12月22日左右，在冬至日也是太陽照射時間最少的一天。
冬至日太陽高度角計算方法可以由一個公式得出，只需要知道你的經緯度即可。
冬至日太陽高度角計算公式：An=90°-(B1+B0)，AN爲太陽高度角，B1爲城市緯度，B0爲迴歸線緯度=23°26′。
北京的緯度爲39°54′，那麼代入公式就得出：
北京冬至日太陽高度角=90°-(39°54′+23°26′)=73°72′
所以只要知道城市緯度即可計算得出冬至日太陽高度角。
我們從地球上所知南京的的緯度爲32°03′，我們把這個緯度代入代入公式就得出：
南京冬至日太陽高度角＝90°－（32°03′＋23°26′）＝34°71′。
同理、諸如上海、杭州、西安、廣州、天津等地也是如此計算，經緯度可從地圖上或者城市百科上獲得。
太陽直射點是地球表面太陽光射入角度(即太陽高度角 )爲90度的地點，它是地心與日心連線和地球球面的交點。 太陽直射點所在的經線的地方時爲正午12時。
每年12月22日冬至日時，此時太陽直射點是：南迴歸線（南緯23度26分）。此後北移，又在3月21日（即春分）回到赤道。
1、整個南或北半球，正午太陽高度角能同時達全年最小值(該半球的冬至日)，但不能同時達全年最大值；
2、南北迴歸線之間的地區，太陽直射時達全年最大值，而非該半球的夏至日；
3、南北迴歸線上一年一次最大值(該半球的夏至日)和最小值(該半球的冬至日)；南北迴歸線之間的地區一年兩次最大值(太陽直射時)、一次最小值(該半球的冬至日)，但赤道一年各兩次；
4、迴歸線以外的地區，一年各一次最大值(該半球的夏至日)和最小值(該半球的冬至日)。
