Χειμερινό ηλιοστάσιο ονομάζουμε την στιγμή που ο Ήλιος φθάνει στο σημείο της ετήσιας τροχιάς του. Η πρώτη «επίσημη» νύχτα του χειμώνα θα είναι και η μεγαλύτερη του έτους.
Αντίστροφα στο νότιο ημισφαίριο θα αρχίσει το καλοκαίρι καθώς η διάρκεια της ημέρας φθάνει στο αποκορύφωμά της.
Στις 22 ή 23 Σεπτεμβρίου, όταν ο Ήλιος φτάνει στο φθινοπωρινό ισημερινό σημείο του, υπάρχουν περίπου ίση ημέρα και νύχτα, αλλά στη συνέχεια σταδιακά αυξάνεται η νύχτα σε βάρος της ημέρας. Όταν ο Ήλιος φθάνει στο νοτιότερο σημείο της τροχιάς του, στο χειμερινό ηλιοστάσιο, αρχίζει και πάλι να σκαρφαλώνει κάθε ημέρα όλο και πιο ψηλά στον ουρανό, με αποτέλεσμα η ημέρα να κερδίζει ξανά το χαμένο «έδαφος», έως ότου στην εαρινή ισημερία το φως και το σκοτάδι έχουν πάλι σχεδόν ίση διάρκεια.
Ο Ήλιος λατρεύτηκε από τους αρχαίους σαν θεός και σχεδόν όλοι οι αρχαίοι λαοί καθιέρωσαν προς τιμή του διάφορες γιορτές, από τους Σκανδιναβούς και Ιρανούς έως τους Μάγια και τους Ίνκας. Σχεδόν παντού, οι μεγαλύτερες γιορτές γίνονταν κατά την εποχή του χειμερινού ηλιοστασίου, που θεωρείτο η γιορτή της γέννησης του Ήλιου, η οποία σηματοδοτούσε και την έναρξη του νέου έτους.
Το χειμερινό ηλιοστάσιο δεν «πέφτει» πάντα την ίδια ημερομηνία από ημερολογιακής πλευράς, αλλά κυμαίνεται μεταξύ της 20ης και της 23ης Δεκεμβρίου, με πιο πιθανές ημερομηνίες την 21η και την 22η. Την τελευταία φορά που το χειμερινό ηλιοστάσιο έπεσε στις 23 Δεκεμβρίου ήταν το 1903 και δεν θα ξανασυμβεί πριν το 2303. Αυτές οι ημερολογιακές διακυμάνσεις οφείλονται στο Γρηγοριανό Ημερολόγιο.
Συγκεκριμένα, το χειμερινό ηλιοστάσιο δεν συμβαίνει πια στις 25 Δεκεμβρίου, όπως στην εποχή του Χριστού, αλλά λίγο νωρίτερα, επειδή αντικαταστάθηκε το παλαιότερο Ιουλιανό Ημερολόγιο, που είχε εισάγει ο Ιούλιος Καίσαρ από το 44 πΧ και το οποίο είχε θεσπίσει το χειμερινό ηλιοστάσιο στις 25 Δεκεμβρίου, αλλά έχανε μία ημέρα κάθε 128 χρόνια. Το 1582, ο πάπας Γρηγόριος ΙΓ’ εισήγαγε ένα νέο ημερολόγιο, που πήρε το όνομά του (Γρηγοριανό) και το οποίο χάνει μόνο μία ημέρα στα 4.000 χρόνια.
