Η μεγαλύτερη σε διάρκεια ημέρα του έτους είναι η 21η Ιουνίου, στις 06.32 το πρωί. Πρόκειται για την επίσημη έναρξη του καλοκαιριού. Τα ηλιοστάσια και οι ισημερίες ορίζουν την διάρκεια των εποχών του έτους.
Ο Ήλιος σύμφωνα με την Ελληνική Μυθολογία ήταν Τιτανίδης, παιδί του Υπερίωνα και της Θείας και είχε δύο αδελφές, την Σελήνη και την Ηώ. Από τον 5ο π.Χ αιώνα ο Ήλιος αρχίζει να συγχέεται με τον Απόλλωνα κι έτσι ο Απόλλων καλείται και Φοίβος που σημαίνει «λάμπων Θεός». Στην Αρχαία Ελλάδα η νύχτα του Ηλιοτρόπιου, ήταν γιορτή του φωτός και συμβόλιζε το πέρασμα των ψυχών στην Αθανασία, την επιστροφή της Περσεφόνης στον Όλυμπο και την συγκομιδή της Μητέρας Γης.
Ο Ήλιος «στέκεται» σήμερα στο βορειότερο σημείο του στον ουρανό, όπως τον παρατηρεί κάποιος από το βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη μας, όπου βρίσκεται και η Ελλάδα. Όμως στο άνω άκρο του ημισφαιρίου μας, στη βόρεια Σκανδιναβία πάνω από τον Αρκτικό κύκλο, σήμερα δεν θεωρείται η αρχή αλλά μάλλον το μέσο του καλοκαιριού, καθώς στη διάρκεια του θερινού ηλιοστασίου υπάρχει το φαινόμενο του «ήλιου του μεσονυκτίου».
Τα ηλιοστάσια και οι ισημερίες, που ορίζουν αστρονομικά τη διάρκεια των εποχών του έτους, συμβαίνουν επειδή οι ημέρες του έτους δεν έχουν ίση διάρκεια μεταξύ τους. Η αιτία είναι ότι η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο και ο άξονας περιστροφής της παρουσιάζει κλίση σχεδόν 23,4 μοιρών. Αν δεν υπήρχε αυτή η κλίση, δεν θα υπήρχαν οι εποχές και η μέρα θα διαρκούσε πάντα 12 ώρες, ενώ ο Ήλιος θα ακολουθούσε κάθε μέρα το ίδιο «μονοπάτι» πάνω από τη Γη.
Εξαιτίας όμως της κλίσης του άξονα περιστροφής, τη μισή χρονιά (από την εαρινή έως την φθινοπωρινή ισημερία) το βόρειο ημισφαίριο «γέρνει» προς τον Ήλιο, με αποκορύφωμα στο θερινό ηλιοστάσιο το οποίο συμβαίνει μεταξύ της 20ής και της 22ας Ιουνίου, ενώ την άλλη μισή χρονιά το νότιο ημισφαίριο «γέρνει» περισσότερο προς τον Ήλιο, με αποκορύφωμα στο χειμερινό ηλιοστάσιο.
Σύμφωνα με την αστροφυσικό Φιόρη-Αναστασία Μεταλληνού του Εθνικού Αστεροσκοπείο Αθηνών, στον 5ο αι. π.Χ. ο αστρονόμος Μέτωνας, παρατηρώντας από τον λόφο της Πνύκας στην Αθήνα την κίνηση του Ήλιου κατά τη διάρκεια του έτους, υπολόγισε με μεγάλη ακρίβεια τη διάρκεια των εποχών. Το όργανο που χρησιμοποίησε ονομάζονταν ηλιοτρόπιο, του οποίου διασώζεται η βάση του και μπορεί κανείς να τη δει στον λόφο της Πνύκας.
Ο Μέτωνας είχε παρατηρήσει ότι κατά το θερινό ηλιοστάσιο ο Ήλιος ανέτειλε πάνω από τον Λυκαβηττό, καθώς τον παρατηρούσε από το αρχαίο παρατηρητήριο του στην Πνύκα. Έξι μήνες αργότερα, κατά το χειμερινό ηλιοστάσιο, τον παρατηρούσε να ανατέλλει από την κορυφή του Υμηττού. Σύμφωνα με το Αττικό ημερολόγιο, το έτος ξεκινούσε στην αρχαία Αθήνα μετά το θερινό ηλιοστάσιο. Είχε 12 μήνες, αφιερωμένους έναν σε κάθε θεό, με κάθε μήνα να ξεκινά με τη Νέα Σελήνη.
Από την άλλη, ο Ερατοσθένης, σημαντικός μαθηματικός και γεωγράφος του 3ου αι. π.Χ., είχε την ιδέα, χρησιμοποιώντας τη θέση του Ηλίου στο θερινό ηλιοστάσιο, να πραγματοποιήσει ένα πείραμα σε δυο διαφορετικές πόλεις της Αιγύπτου και να υπολογίσει την περίμετρο της Γης.