Schatten ändern ihre Länge im Laufe des Tages, weil sich der Winkel, in dem die Sonne auf stationäre Objekte scheint, mit der Erdrotation ändert. Zum Beispiel, früh am Morgen, wenn die Sonne in der Nähe des Horizonts ist, wirft sie lange Schatten, wenn ein Objekt das Licht blockiert. Umgekehrt, wenn die Sonne mitten am Tag hoch über dem Kopf steht, werden die Schatten kürzer, da sich der Winkel der Sonne geändert hat.

Der Winkel, in dem die Sonnenstrahlen auf die Erde treffen, ändert sich im Laufe des Tages, aber auch die Position der Sonne am Himmel variiert im Laufe des Jahres. Im Sommer zeichnet die Sonne einen sehr hohen Bogen am Himmel, während die Wintersonne einen sehr niedrigen Bogen durch den Himmel zeichnet, der in extremen Breiten kaum über den Horizont hinausragt. Diese Änderung des Weges führt auch dazu, dass sich die Temperatur und die Tageslänge im Laufe des Jahres ändern.

Das Prinzip einer Sonnenuhr besteht darin, dass sich der Sonnenstand im Laufe des Tages ändert und sich dadurch die Schattenform des Lichts verändert. Eine Sonnenuhr verwendet ein zentrales schattenwerfendes Objekt, um Schatten in einem kreisförmigen Muster zu werfen, das sich im Laufe des Tages ändert.