Khoa học phương Tây cho rằng đông chí là ngày mùa đông bắt đầu ở bán cầu bắc và 21/12 là ngày đông chí của năm 2012. Trong hôm qua, mặt trời xuống tới điểm thấp nhất ở phía nam trên bầu trời và thời gian chiếu sáng của nó cũng ngắn nhất trong năm. Vì thế thời gian ban ngày trong hôm 21/12 ngắn nhất, còn thời gian ban đêm của nó dài nhất. Ngược lại, tại bán cầu nam thì 21/12 là ngày có thời gian ban ngày dài nhất và thời gian ban đêm ngắn nhất.

Địa cầu nghiêng 23,5 độ so với trục quay của nó. Vì thế hành tinh của chúng ta nghiêng về một phía trong quá trình xoay quanh mặt trời. Vào ngày 21/12, nửa trên của địa cầu (bán cầu bắc) hướng ra xa mặt trời nên bóng tối sẽ bao phủ hoàn toàn cực bắc.

Vào ngày hạ chí 20/6, độ cao của mặt trời vào giữa trưa đạt mức cao nhất. Sau đó độ cao vào giữa trưa của mặt trời giảm dần và đạt mức thấp nhất vào ngày đông chí. Về lý thuyết của khoa học phương Tây, mùa đông tại bán cầu bắc bắt đầu từ 11h12 theo giờ GMT (18h12 theo giờ Hà Nội). Sau đó mặt trời bắt đầu hành trình trở lại phía bắc. Như vậy, từ ngày 22/12, thời gian ban ngày sẽ tăng dần và thời gian ban đêm sẽ giảm dần. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là nhiệt độ trong ngày sẽ tăng dần. Trên thực tế, những ngày lạnh nhất ở bán cầu bắc vẫn chưa tới.