昼夜更替的原因是地球的自转。地球是一个球体，一方面围绕太阳公转，公转一周需要365天。公转一周形成了春夏秋冬。另一方面是自转，自转一周是24小时。当自转到照得到太阳的地方时就是白昼，当自转到照不到太阳的地方时就是黑夜。由于自转一周是24小时，除南极和北极外，昼夜更替在地球的大部分地区一次是24小时。
地球的自转轴是南极和北极的连线，由于与公转轴不一，所以形成南北半球春夏秋冬季相反，当北半球夏季时，南半球为冬季。北半球夏季时北极是白昼，南极是黑夜。南北极的昼夜更替是半年一次，而且白昼黑夜正好相反。
