Zimný slnovrat je astronomický termín pre okamih, keď Slnko dosiahne najjužnejší bod svojej pomyselnej dráhy. Stred Slnka sa v tomto okamihu nachádza presne nad obratníkom Kozorožca. Znamená to, že na pravé poludnie je Slnko na obratníku Kozorožca presne v nadhlavníku. Vo všeobecnosti dosahuje na južnej pologuli najväčšiu výšku nad obzorom. Preto sa na južnej pologuli týmto dňom začína leto, zatiaľ čo na severnej pologuli, ktorá je od Slnka najviac odklonená, sa začína zima.
Slnovrat, ako aj samotné striedanie dĺžky dňa a ročných období sú spôsobené sklonom zemskej osi a obehom Zeme okolo Slnka.
Podľa koordinovaného svetového času (UTC) v tomto roku nastane zimný slnovrat 21. decembra o 22.23 h UTC. Deň zimného slnovratu je na severnej pologuli najkratším dňom v roku (čím severnejšie, tým kratší čas slnečného svitu), na južnej pologuli zas najdlhší deň (čím južnejšie, tým dlhší čas slnečného svitu). Konkrétne na Slovensku, v Bratislave, je 21. decembra slnko nad obzorom od 7. hodiny 37. minúty do 15.58 h stredoeurópskeho času (SEČ). Deň teda trvá 8 hodín a 21 minút.
Po slnovrate sa Slnko začína symbolicky vracať späť k obratníku Raka a na severnej pologuli sa dni začínajú pomaly predlžovať. Už 1. januára bude deň o štyri minúty dlhší a napríklad 6. januára na Troch kráľov sa predĺži na 8 hodín a 31 minút, teda bude trvať o desať minúť viac. Vystihuje to aj známe príslovie: "Na Nový rok o kurací krok, na Tri krále o minutu dále, na Hromnice o hodinu více."
Zhodou okolností krátko po zimnom slnovrate prechádza Zem na svojej elipsovitej obežnej dráhe okolo Slnka bodom, kedy je k nemu najbližšie, teda tzv. perihéliom. V súčasnom období nastáva tento okamih 3. resp. 4. januára a Zem je od Slnka vzdialená cca 147 miliónov kilometrov. Naopak najvzdialenejší bod od Slnka, tzv. afélium (152 miliónov km), Zem dosiahne 4. júla. Pre ročné obdobia a aj pre počasie však nie je rozhodujúca vzdialenosť od Slnka, ale práve spomínaný sklon zemskej osi, resp. uhol, pod akým na povrch Zeme dopadajú slnečné lúče.
Deň zimného slnovratu patril v minulosti k najväčším sviatkom v roku a spájal sa s rituálmi, ktoré mali človeku zabezpečiť zdravie, silu, odvrátiť nešťastie a choroby od rodiny. Ľudia si na začiatku zimy vysväcovali príbytky a hospodárske budovy, uctievali si zvieratá, privolávali hojnú úrodu a vyháňali z domov zlých duchov. Dievčatá sa venovali ľúbostným čarám, ktoré im mali zabezpečiť dobrý vydaj. K zvykom patrilo uzmierovanie rozhádaných susedov. Kresťanský svet si v období zimného slnovratu pripomína narodenie Ježiša Krista. Tesne po slnovrate totiž nasledujú Štedrý deň a oba vianočné sviatky.