Zima astronomiczna rozpoczyna się w momencie przesilenia zimowego i trwa do momentu równonocy wiosennej, a więc jest to okres pomiędzy 21 lub 22 grudnia a 20 lub 21 marca.

Przesilenie zimowe to moment, w którym Słońce góruje w zenicie w możliwie najdalej na południe wysuniętej szerokości geograficznej półkuli południowej – zwrotniku Koziorożca. Z powodu długości roku słonecznego i stosowania lat przestępnych przesilenie zimowe na półkuli północnej przypada 21 albo 22 grudnia.

Dzień, w którym występuje przesilenie zimowe, jest najkrótszym dniem w roku.

Podczas zimy astronomicznej dzienna pora dnia jest krótsza od pory nocnej, jednak z każdą kolejną dobą dnia przybywa, a nocy ubywa. Jednak w najbliższych tygodniach wydłużenia dnia będzie jeszcze słabo odczuwalne.