Hằng ngày sau khi nhô khỏi chân trời ở phía Đông, Mặt trời đi trên bầu trời rồi lặn ở phía Tây của bầu trời. Ngày nay chúng ta đã biết Mặt trời là trung tâm của Vũ trụ, nó không chuyển động nhưng tại sao chúng ta lại có thể nhìn thấy Mặt trời chuyển động có hướng từ Đông sang Tây? Đó là do sự chuyển động của Trái đất, Trái đất chuyển động tự quay quanh trục của nó từ Tây sang Đông, người quan sát lại ở trên Trái đất nên cứ tưởng rằng mình đang đứng yên còn Mặt trời thì chuyển động và chuyển động tưởng tượng đó gọi là chuyển động biểu kiến của Mặt trời trong một ngày đêm
Một vòng tự quay quanh trục của Trái đất tương ứng với thời gian là một ngày đêm có 24 giờ, có nghĩa là khi Trái đất quay, lúc nào cũng có một nửa được chiếu sáng và một nửa không được chiếu sáng tương ứng với 12 giờ ban ngày và 12 giờ ban đêm, và những khái niệm nửa ngày; nửa đêm này chỉ mang tính tương đối, nó chỉ bằng nhau ở ngày xuân phân và thu phân – ngày bằng đêm.
Ở các vĩ độ trung bình và thấp đường đi của nó khi dài khi ngắn khác nhau, dài nhất vào ngày Hạ chí (δ =23 270 ′) – ngày dài hơn đêm, ngắn nhất vào ngày Đông chí (δ = −23 270 ′) – ngày ngắn hơn đêm. Còn nếu Mặt trời càng ở gần thiên cực thì vòng tròn quỹ đạo này càng nhỏ, nó có thể không cắt xích đạo trời khi đó người quan sát ở đây chỉ nhìn thấy ban ngày chứ không nhìn thấy ban đêm, có nghĩa là Mặt trời mọc chứ không lặn và thời gian đó kéo dài suốt 6 tháng, 6 tháng còn lại là đêm tối.
29
Do khí quyển của Vũ trụ có tính không đồng nhất nên sẽ xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng khi Mặt trời chiếu ánh sáng đến Trái đất, do đó độ cao biểu kiến của Mặt trời sẽ luôn cao hơn độ cao thực của nó dẫn đến Mặt trời sẽ mọc sớm hơn và lặn muộn hơn đối với trường hợp không có khí quyển.
Như vậy đường đi một ngày đêm của Mặt trời là những vòng tròn nhỏ trên thiên cầu song song với xích đạo trời. Trong suốt một năm điểm mọc của Mặt trời luôn xê dịch so với xích đạo trời khi thì về hướng Bắc khi thì về hướng Nam, nửa ngày và nửa đêm của đường đi Mặt trời cũng chỉ mang tính tương đối.