地球在围绕太阳公转时，地轴与黄道面保持66°33′的交角。也就是说，地球总是斜着身子在绕着太阳旋转。这样，地球有时是北半球倾向太阳，有时又是南半球倾向太阳，因而太阳光直射地球的位置会随时间而发生南北的移动。到夏至这一天，太阳光直射北纬23°30′的纬线上。过了夏至，太阳光逐渐南移，北半球受太阳照射的时间逐渐减少。北纬23°30′的纬线是太阳光在北半球上直射点的最北界限，因此把这条纬线称为北回归线。反之，南纬23°30′的纬线则是太阳光在南半球上直射点的最南界限，因此把这条纬线称为南回归线。
南北回归线是热带和南北温带间的分界线。北回归线和南回归线之间的地区为热带，这里太阳终年直射，获得的热量最多；北回归线和北极圈（北纬66°30’）之间的地区为北温带，南回归线和南极圈（南纬66°30‘）之间的地区为南温带。温带地区太阳终年斜射，获得的热量适中。我国大部分地区位于北温带内，属于温带气候。
1985年以前，地球表面的回归线的唯一标志是我国台湾省嘉义县的“北回归线标”石碑，它表明北回归线从那里经过。1985年7月15日，我国在广东省从化县又建立了一座高达27.55米的北回归线标志塔。塔身呈火箭形，东、西、南、北各有拱门。塔底正中铺有大理石，以红色玛瑙嵌入中圆点，以示太阳直射位置。顶部是直径为120厘米的铜球，球中间通有圆孔，供太阳直射校验之用。
