تقویم و گاه شمار خورشیدی، تقویمی که ایرانیان از عهد باستان از آن بهره می‌بردند، از بهترین تقویم‌های جهان است، تقویم امروزین، که به نام تقویم یا گاه شمار جلالی شناخته می شود، توسط گروهی ریاضیدان و اخترشناس که در رأس آنان حکیم عمر خیام بود به سفارش ملکشاه سلجوقی و با اصلاح گاه شمار یزدگردی تدوین و طراحی گردید. تغییر فصول، آغاز ماه‌ها و شمار روزهای هر ماه بر اساس آهنگ چرخش زمین بدور خورشید تنظیم گردیده است. در این تقویم چهار روز متمایز وجود دارد که در محاسبات فضایی از اهمیت بسزایی برخوردارند:
۱) اعتدال بهاری (March Equinox)، روز نخست نوروز اول فروردین، آغاز فصل بهار. طول روز و شب در این روز با هم برابرند. از این روز به بعد تا روز انقلاب تابستانی به مدت زمان روز افزوده می شود و روزها نسبت به شب‌ها طولانی‌تر می‌شوند.
۲) انقلاب تابستانی (Summer Solstice)، روز نخست فصل تابستان، اول تیر ماه. طول روز از طول شب بلندتر است. این روز طولانی‌ترین روز سال است. از این روز به بعد تا روز اعتدال پاییزی به مدت زمان شب افزوده می‌شود.
۳) اعتدال پاییزی (September Equinox)، روز نخست فصل پاییز، اول مهر ماه. طول روز و شب در این روز با هم برابرند. از این روز به بعد تا روز انقلاب زمستانی به مدت زمان شب افزوده می‌شود و شب‌ها نسبت به روزها طولانی‌تر می‌شوند.
۴) انقلاب زمستانی (Winter Solstice)، روز نخست فصل زمستان، اول دی ماه. طول شب از طول روز بلندتر است. این شب طولانی‌ترین شب سال است. از این روز به بعد تا روز اعتدال بهاری به مدت زمان روز افزوده می شود. این شب در ایران به شب یلدا مشهور است.
بهترین دستگاه مختصات نجومی برای مطالعه وضعیت زمین در منظومه خورشیدی بر پایه همین تقویم استوار است. خط واصل بین زمین و خورشید در اعتدال بهاری یک محور نجومی مبنا بین منجمان و دانشمندان فضایی است. حرکت وضعی یا چرخش محوری زمین، شب و روز را پدید می آورد و محور چرخش وضعی زمین بر صفحه دایره البروج عمود نیست بلکه به میزان ۲۳/۴ درجه انحراف دارد. همین انحراف باعث پدیدار شدن فصول در روی زمین است. صفحه دایره‌البروج تعیین کننده مدار چرخش زمین به دور خورشید است.
در ایران قدیم طولانی‌ترین روز سال را گرامی می‌داشتند و آن را روز «چله تموز» می‌نامیدند. که حالا از بین رفته است. چله تابستان، همان اول تیر است.
وقتی خورشید به این بلندترین روز سال یا همان نقطه انقلاب تابستانی می‌رسد هنگام ظهر بیشترین ارتفاع نسبت به افق جنوب ناظر را دارد و در شمالی‌ترین سمت نسبت به نقطه افق شرق طلوع کرده و در شمالی‌ترین سمت نسبت به نقطه افق غرب، غروب می‌کند؛ و این نشان دهنده آغاز فصل تابستان در نیمکره شمالی است. در این روز ساکنانی که در منطقه راس سرطان زندگی می‌کنند ظهرهنگام خورشید را دقیقاً در بالای سر خود می‌بینند.