زمین به دور خورشید در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت می‌گردد (مدار بیضی شکل که خورشید در یکی از کانونهای آن واقع است) در این خصوص ما حرکت واقعی را نمی‌بینیم بلکه حرکت ظاهری خورشید را می‌بینیم که به نظر می‌رسد در یک سال یک بار به دور زمین می‌گردد. این مدار ظاهری خورشید دایرة البروج نامیده می‌شود. نواری به عرض ۸ درجه در هر سوی دایرة البروج را منطقه‌البروج می‌خوانند.
حرکت ظاهری خورشید به سوی شرق به مقدار تقریبا یک درجه در روز در امتداد سطح موازی نتیجه‌ای از حرکت زمین است ولی دلیلی بر آن نیست. حرکت ظاهری خورشید را می‌توان با نظریه زمین مرکزی که بوسیله بطلمیوس عنوان گردید تفسیر کرد. طبق این نظریه که چندین قرن مورد قبول عامه بود زمین ساکن فرض گردیده و خورشید به دور آن می‌گردد. در ابتدای قرن ۱۶ نیکلاکوپرنیک نظریه خود را ارائه داد. طبق این نظریه خورشید مرکز منظومه شمسی است و تمام سیاره‌ها در مدار دایره‌ای حول آن در چرخش‌اند. یکی از نتایج نظریه کوپرنیکی یا خورشید مرکزی این است که ستاره‌های نزدیکتر وقتی که از زمین در حال چرخش ، مشاهده می‌شوند یک جابجایی پارلاکس نشان می‌دهند. از حرکت ظاهری خورشید برای تعریف سال استفاده می‌شود.
سال
مدت زمانی که طول می‌کشد تا خورشید یک دور کامل از میان ستاره‌گان بگذرد و این سال نجومی است نه سالی که معمولا در نظر داریم و سال اعتدالی نامیده می‌شود و این سال ۲۰ دقیقه از سال نجومی کوتاه تر است.
پدیده ایجاد فصول
پدیده ایجاد فصول نتیجه حرکت زمین به دور خورشید و انحراف سطح استوا از سطح مداری است. وقتی که خورشید در نقطه ۱، در استوای سماوی در نقطه اعتدال بهاری است در نتیجه تمام عرض جغرافیایی ۱۲ ساعت تمام ، نور خورشید را دریافت می‌کنند. همینطور که زمین در امتداد مدارش حرکت می‌کند به نظر می‌رسد که خورشید در شمال کره سماوی حرکت می‌کند و به بزرگترین زاویه میل شمالی خود ( ۲۳.۵ درجه) در نقطه ۲ انقلاب تابستانی در تاریخ ۲۱ ژوئن (اول تیر ماه) می‌رسد.
در اینحال در نیمکره شمالی خورشید بیش از ۱۲ ساعت بالای افق است و اشعه آن گرمای تابستانی را ایجاد می‌کند. در حالیکه در نیمکره جنوبی خورشید کمتر از ۱۲ ساعت در بالای افق قرار دارد و اشعه آن بطور مایل به زمین می‌تابد و فصل سرما را ایجاد می‌کند. در نقطه اعتدال پاییزی ۳ خورشید دوباره در استوای سماوی قرار دارد ولی به طرف جنوب حرکت می‌کند و به بزرگترین زاویه میل جنوبی خود (۲۳.۵ درجه) در انقلاب زمستانی (۴) می‌رسد. در این حال تمایل اشعه خورشیدی در نیمکره جنوبی کمتر از شمالی است. زمستان نیمکره شمالی منطبق بر تابستان نیمکره جنوبی است. نقاط ۱ و ۲ و ۳ و ۴ معرف ابتدای فصول در نیمکره شمالی می‌باشند.
اثر دوپلر
حتما توجه کرده‌اید که وقتی قطاری یا اتومبیلی به سرعت به شما نزدیک می‌شود و در حال بوق زدن است، صدای بوق را زیرتر از حد طبیعی آن می‌شنوید، زیرا سرعت امواج صدا و سرعت قطار بهم افزوده می‌شوند. اما هنگامی که قطار یا اتومبیل از شما دور شود صدای بوق را بم‌تر می‌شنوید زیرا عکس حالت فوق اتفاق افتاده است. به همین ترتیب نور ستاره‌ای که به سمت ما می‌آید، بیشتر متمایل به آبی است، در حالیکه وقتی همان ستاره از ما دور شود نورش به قرمزی می‌گراید.
سرعت چرخش زمین به دور خورشید معادل ۳۰ کیلومتر در ثانیه است که داشتن چنین سرعتی برای رخ دادن اثر دوپلر لازم است. میانگین فاصله خورشید از زمین ۱۵۰ میلیون کیلومتر است، اما چون مدار گردش زمین به دور خورشید بیضی نزدیک به دایره است این فاصله در مواقع مختلف سال تغییر می‌کند.
