地面に垂直に棒を立て，できる影のようすを観察します。（撮影場所：愛知県名古屋市）
秋分の日のようすに比べて，太陽の高さは低く，影は長くなっています。日の出の位置，日の入りの位置も秋分の日の位置（真東，真西）から南よりになっています。
影の先端は，日の出からだんだん南(画面上方)に動いていき，南中後はまた北に動いていきます。よって，影の先端の軌跡は南中の点を頂点とし，北のほうに曲がった曲線となります。
冬至の日の南中高度は，簡単には 90°－観測地点の緯度－23.4°で計算できます。
ちなみに，冬至の日も春分，秋分の日と同様，年によって前後することがあります。
冬至の日は例年12月22日前後となっており，2012年は12月21日でした。