Khái niệm: 
Mặt Trời lên thiên đỉnh là hiện tượng xảy ra ở những địa điểm trong vùng nội chí tuyến (từ chí tuyến Bắc (CTB) đến chí tuyến Nam (CTN) lúc 12h (giữa trưa) Mặt Trời ở ngay trên đỉnh đầu của một điểm, tia sáng Mặt trời thẳng góc với đường chân trời của địa phương đó vào những ngày khác nhau.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do trục Trái Đất nghiêng một góc 66033’  không đổi so với mặt phẳng quỹ đạo trong khi chuyển động tịnh tiến trên quỹ đạo quanh Mặt Trời, làm cho Mặt Trời lên thiên đỉnh lần lượt  các điểm trong vùng nội chí tuyến Bắc bán cầu (BBC) đến Nam bán cầu (NBC).
Từ ngày 21/3 (Xuân Phân) đến ngày 23/9 (Thu Phân), BBC ngã về phía Mặt Trời nên Mặt Trời lên thiên đỉnh lần lư­ợt tại các điểm trong vùng nội chí tuyến Bắc bán cầu (BBC), xa nhất là tại CTB (23027’B).Từ sau ngày 23/9 đến ngày 21/3 năm sau NBC ngã về phía Mặt Trời nên Mặt Trời lần lượt lên thiên đỉnh ở vùng nội chí tuyến NBC, xa nhất là tại CTN (23027’N).
Mọi điểm trong vùng nội chí tuyến trong 1 năm đều có 2lần Mặt Trời lên thiên đỉnh nhưng vào các ngày khác nhau. Càng xa xích đạo khoảng cách giữa 2 lần Mặt Trời lên thiên đỉnh càng gần nhau. Vùng ngoại chí tuyến không có hiện tượng này.

CÔNG THỨC TÍNH MẶT TRỜI LÊN THIÊN ĐỈNH THEO HÌNH HỌC KHÔNG GIAN

Gồm 4 bước cụ thể như sau:
Bước 1: Tính số ngày dài 24 giờ ở vĩ độ tương ứng với vĩ độ A là 900- A theo công thức sau:
Ở BBC: x (ngày) = (Arccos.cos [ 900 – A ] : 0.398) x 93: 45 + 1
Ở NBC: x (ngày) = (Arccos.cos [ 900 – A ] : 0.398) x 2 – 1
Bước 2: Tính số ngày Mặt Trời di chuyển từ xích đạo lên vĩ độ A là:
Ở BBC: N (ngày) = 93 - [ x : 2 ]
Ở NBC: N (ngày) = 90 - [ x : 2 ]
Bước 3: Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh lần thứ nhất:
Ở BBC: 21/3 + N ngày
Ở NBC: 23/9 + N Ngày
Bước 4: Tính Mặt Trời lên thiên đỉnh lần thứ 2:
Ở BBC: 23/9 – N ngày
Ở NBC: 21/3 – N ngày

_____________________________________
Cách ấn máy tính casio fx 220 hay fx 500
Ở vĩ độ Bắc thì làm như sau:
Bước 1:
·        Ấn A0 (vĩ độ yêu cầu tìm của bài)
Ví dụ: tính Mặt Trời lên thiên đỉnh theo công thức mới tại vĩ độ 16026’B
90(0’’’) rồi ấn dấu (=) trừ đi 16(0’’’)26(0’’’) rồi ấn dấu (=)
·        Ấn Cos, dấu (=)
·        Ấn dấu (:)
·        Ấn số 0.398 (dấu chấm trên máy tính = dấu phẩy)
·        Ấn dấu (=)
·        Ấn SHIFT rồi ấn Cos (tương đương với Arscos)
Bước 2:
·        Ấn dấu (x) rồi ấn tiếp số 93
·        Ấn dấu chia (:) cho 45 là ra kết quả
·        Cộng thêm 1, rồi làm tròn số là xong
Kết quả là 93.3794397 (làm tròn số 93,4 ngày)
Còn ở vĩ độ Nam:
Bước 1: cũng làm tương tự như bước 1 ở vĩ độ Bắc
Bước 2: chỉ cần nhân cho 2 rồi trừ đi 1 là xong

* Công thức tính số ngày dài 24 giờ theo vĩ độ từ 66o33' đến 90o00':
@ ở Bắc Bán Cầu: từ 66033’B đến 900B

Ta biết từ vòng cực tới cực có hiện tượng ngày dài 24h trong mùa hạ (ở BBC từ ngày 21/3 đến ngày 23/9) và đêm dài 24h kéo dài trong mùa đông (ở BBC từ ngày 23/9 đến 21/3 năm sau).
Số ngày dài 24h tại điểm A (điểm A nằm trong vùng từ 66033’B đến 900B)
Được tính bằng công thức sau:
Số ngày dài 24h = (arcos.cos A : 0.398) x 93 : 45 + 1
@ ở Nam Bán Cầu:
Số ngày dài 24h = (arcos.cos A : 0.398) x 2 – 1

* Công thức tính số giờ ban ngày của một địa điểm bất kì vào ngày 22- 6:
Số giờ ban ngày=[180o-arcos(tan (vĩ độ địa điểm cần tính) . tan 23o27')] .2:15
Công thức tính giờ theo múi:
Giờ theo múi =giờ GMT + múi
* Vào ngày 22 - 6:
- Ở nửa cầu Bắc, nếu:
+ Vĩ độ < 23o27’ thì α = 90o - 23o27’ + vĩ độ
+ Vĩ độ > 23o27’ thì α = 90o - vĩ độ + 23o27’
+ Vĩ độ ở nửa cầu Nam thì α = 90o - 23o27’ - vĩ độ
* Vào ngày 22-12:
- Ở nửa cầu Nam, nếu:
+ Vĩ độ < 23o27’ thì α = 90o - 23o27’ + vĩ độ
+ Vĩ độ > 23o27’ thì α=90o - vĩ độ + 23o27’
+ Vĩ độ ở nửa cầu Nam thì α = 90o - 23o27’ - vĩ độ
* Vào ngày 21 - 3 và 23 - 9:
- Tại mọi vĩ độ ở cả hai nửa cầu Bắc và Nam α = 90o – vĩ độ