阳光的直射
我们都知道，地球在公转的过程中，地轴始终指向北极星的方向，而且地轴与公转轨道始终保持一定的交角。地球的公转使太阳在地球表面的直射点变化。当过了春分至秋分之前，太阳光总是照射在北极的低空上，此时北极地区全是白天，出现了“极昼”。但过了秋分至下年的春分之前，太阳直射点移到南半球，北极地区都是晚上，出现了“极夜”。南极出现极昼与极夜的情况则正好与北极相反。
黎明前的黑暗探因
昼夜更替的过渡阶段，由于高空大气分子对于太阳光线的散射不同，从而形成“曙光”和“暮光”。“曙光”是日出前到达地面的光线，其持续的时间叫“黎明”；而“暮光”是日落后到达地面的光线，其持续的时间叫“黄昏”。黎明和黄昏即是昼夜更替的过渡阶段。当夜幕降临时，意味着将要与黑暗为伴。黎明前的黑暗是最“黑”的，这是地球大气与太阳光相互作用的结果。
光线的散射
在长夜将要结束，黎明将要来临时，地平线以下的太阳光照射到地球上2000～3000千米的高层大气，这样，星星的光亮就被太阳的散射光冲淡了，而高层大气又十分稀薄，它所散射的阳光不能充分传到地面上来。因此，地球上既没有星光，又没有大气的散射光，于是此时就是一天里最黑暗的时候。其实，不光有黎明前的黑暗，黄昏前也有黑暗，只不过黄昏是越来越暗，不易被人们察觉罢了。
