V okamihu zimného slnovratu sa Zem na obežnej dráhe okolo Slnka ocitne v bode, keď slnečné lúče dopadajú kolmo na obratník Kozorožca (rovnobežka zodpovedajúca približne 23,5 stupňu južnej zemepisnej šírky). Pozorovateľ, ktorý stojí na tomto mieste, má slnko v čase poludnia presne v nadhlavníku a jeho postava nevrhá tieň. V rovine obratníka Kozorožca sa nachádza stred slnečného kotúča.
Severná pologuľa je v tejto chvíli najviac odklonená od slnka. V miernych zemepisných šírkach sú dni krátke a slnko vychádza len nízko nad obzor, čo spôsobuje chladné počasie.
Slnko napríklad v Bratislave vyjde 21. decembra o 07.39 h SEČ a zapadne o 16.00 h SEČ, teda bude nad obzorom iba osem hodín a 21 minút.
Po zimnom slnovrate sa dni začnú opäť predlžovať. Toto predlžovanie je spočiatku nenápadné a neprebieha symetricky. V ranných hodinách ho ešte nebadať, pretože najneskoršie východy slnka nastanú až na Silvestra po Novom roku (v Bratislave o 07.42 h). Naopak, poobede začína svitať už pred slnovratom, pretože najskoršie zapadá slnko v dňoch okolo 10. - 15. decembra (15.57 h pre Bratislavu).
