夏至是二十四节气中最早被确定的一个节气。公元前七世纪，先人采用土圭测日影，就确定了夏至。据《恪遵宪度抄本》：“日北至，日长之至，日影短至，故曰夏至。至者，极也。”夏至这天，太阳直射地面的位置到达一年的最北端，几乎直射北回归线（北纬23°26'），是北半球各地全年白昼最长的一天，且纬度越高白昼越长。如海南的海口市这天的日长约13小时多一点，杭州市为14小时，北京约15小时，而黑龙江的漠河则可达17小时以上。在北极圈以北，这一天太阳整日都位于地平线之上，成为北半球一年中极昼范围最广的一天。同时，对于北回归线及其以北的地区来说，夏至日也是一年中正午太阳高度最高的一天。在北京地区，夏至日正午太阳高度高达73°32′。这一天北半球得到的太阳辐射最多，比南半球多了将近一倍。而此时的南半球正值隆冬。
天文专家称，夏至是太阳的转折点，这天过后它将走“回头路”。夏至过后，太阳直射点逐渐向南移动，北半球白昼开始逐渐变短。对于北回归线及其以北的地区，夏至日过后，正午太阳高度也开始逐日降低。民间有“吃过夏至面，一天短一线”的说法，我国唐代诗人韦应物的《夏至避暑北池》也曾写到“昼晷已云极，宵漏自此长”。
中国古代将夏至分为三候：“一候鹿角解；二候蝉始鸣；三候半夏生。”麋与鹿虽属同科，但古人认为，二者一属阴一属阳。鹿的角朝前生，所以属阳。夏至日阴气生而阳气始衰，所以阳性的鹿角便开始脱落。而麋因属阴，所以在冬至日角才脱落；雄性的知了在夏至后因感阴气之生便鼓翼而鸣；半夏是一种喜阴的药草，因在仲夏的沼泽地或水田中出生所以得名。由此可见，在炎热的仲夏，一些喜阴的生物开始出现，而阳性的生物却开始衰退了。
中国民间把夏至后的15天分成3“时”，一般头时3天，中时5天，末时7天。这期间我国大部分地区气温较高，日照充足，作物生长很快，生理和生态需水均较多。此时的降水对农业产量影响很大，有“夏至雨点值千金”之说。一般年份，这时长江中下游地区和黄淮地区降水一般可满足作物生长的要求。《荆楚岁时记》中记有：“六月必有三时雨，田家以为甘泽，邑里相贺。”可见在1000多年前人们已对此降雨特点有明确的认识。
