冬至是二十四节气中最早制订出的一个，起源于春秋时期，冬至这一天北半球得到的太阳辐射最少，比南半球少了约50%，北京的白昼时间仅有9个多小时。
但是，这一天是数九的第一天，并不是最冷的时候，这是因为地球表面有大气和水分，能够储存热量，并不是“即存即失”，而有“积热”。 冬至之后，虽然太阳高度角渐渐高起来了，但这是一个缓慢的恢复过程，每天散失的热量仍旧大于接收的热量，呈现“入不敷出”的状况。
到了“三九天”，积热最少，温度最低，天气也就越来越冷了。此时如果有冷空气的影响，天气就更为寒冷。待到过了这个“冷锋”之后，天气就会渐渐变暖。 所以说“冷在三九”，而“九九”已在夏历一月、二月，中国大部分地区已入春，因此“九九艳阳天”。
天文学上把冬至作为冬季的开始，这对于我国多数地区来说，显然偏迟。诗云“西北风袭百草衰，几番寒起一阳来。白天最是时光短，却见金梅竞艳开。
