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這里的“至”指的是“極、最”，強調的是天文意義上的極致。
“極致”，其中又有兩層含義：
第一層含義是北半球白晝時間在一年中最長。夏至當天，除海南等地外，我國大部分地區日照時間為一年中最長，且晝長均大于夜長，越往北晝越長。如哈爾濱日照時間在16小時左右，南京可達14小時，即便在海口，也有13小時。
第二層含義是太陽高度角(即太陽光的入射方向和地球地平面之間的夾角)最大。日晷，是古代利用日影測得時刻的一種計時儀器。夏至這天，太陽光直射日晷的晷針，無法形成影子以在晷面上指示時刻——從現代天文學的角度，這種現象的出現，就是因為此時的北半球太陽高度角最大，幾乎直射北回歸線區域。在我國大部分地區，夏至這天，太陽高度角達到了一年中的最大值。
事實上，整個二十四節氣都與太陽高度角緊密相關。古人發現，隨著太陽的移動，物體的影子也會相應移動。利用儀器，他們還慢慢發現了日影最短的夏至和日影最長的冬至，并通過測量相鄰兩年的冬至時刻，確定了一個回歸年的長度。接著，又利用日影長短變化規律，結合氣候寒暑變化規律，確立了春分、秋分，立春、立夏、立秋、立冬等，逐漸勾勒出一年四季的圖像。
日照時間最長、太陽高度角最大，那么夏至是不是一年中最熱的一天呢？其實，因為光照時間長、地表太陽輻射充足，夏至時氣溫確實會比較高。但夏至之后，因太陽光照將向南再次“掃描”北半球，熱量還會繼續積蓄，之后我們才會迎來夏季最熱的兩個節氣——小暑和大暑。
值得一提的是，對于氣溫的高低，氣象學給出了標準：日最高氣溫達到或者超過35攝氏度時稱為高溫，達到或者超過37攝氏度時稱為酷暑。
