varjot vaihtavat pituuttaan pitkin päivää, koska kulma, jossa aurinko paistaa paikallaan oleville kappaleille, muuttuu maan pyörimisen myötä. Esimerkiksi varhain aamulla, kun aurinko on lähellä horisonttia, se heittää pitkiä varjoja, kun jokin esine estää valon. Vastaavasti auringon ollessa korkealla yläpuolella keskellä päivää varjot lyhenevät, koska auringon kulma on muuttunut.

kulma, jossa auringonsäteet iskevät maahan, muuttuu päivän mittaan, mutta myös auringon sijainti taivaalla vaihtelee ympäri vuoden. Kesällä aurinko jäljittää hyvin korkean kaaren taivaalla, kun taas talviaurinko jäljittää hyvin matalan kaaren taivaan läpi, joka tuskin nousee horisontin yläpuolelle äärimmäisillä leveysasteilla. Tämä muutos sen reitillä aiheuttaa myös lämpötilan ja päivän pituuden muuttumisen vuoden mittaan.

aurinkokellon taustalla on periaate siitä, että auringon asento muuttuu päivän mittaan ja aiheuttaa siten muutoksen sen valon luomien varjojen muodossa. Aurinkokello käyttää keskimmäistä varjoja valavaa kohdetta, joka heittää varjoja ympyränmuotoiseen kuvioon, joka muuttuu koko päivän ajan.