正午太阳高度角90°-40°-23.5°26.5°太阳正午高度角90°-地理纬度+太阳赤纬。
冬至日太阳高度角计算方内法可以由一个公式得出，只需要知道你的经纬度即可。冬容至日太阳高度角计算公式：An＝90°－（B1＋B0），AN为太阳高度角，B1为城市纬度，B0为回归线纬度＝23°26′。北京的纬度为39°54′，那么代入公式就得出：北京冬至日太阳高度角＝90°－（39°54′＋23°26′）＝73°72′。
冬至前后，虽然北半球日照时间最短，接收的太阳辐射量最少，但这时地面在夏半时积蓄的热量还可提供一定的补充，故这时气温还不是最低。“吃了冬至饭，一天长一线”，冬至后白昼时间日渐增长。
但是地面获得的太阳辐射仍比地面辐射散失的热量少，所以在短期内气温仍继续下降。我国除少数海岛和海滨局部地区外，1月都是最冷的月份，故民间有“冬至不过不冷”之说，天文学上也把“冬至”规定为北半球冬季的开始。