Równonoc jesienna to zjawisko związane z ruchem obiegowym Ziemi, w którym promienie słoneczne padają prostopadle na równik oraz są styczne do biegunów. Wydarzenie to ma miejsce 23. września, a moment ten uważa się za początek astronomicznej jesieni, która trwa aż do przesilenia zimowego. Tego dnia zarówno dzień – czyli czas od wschodu do zachodu Słońca, jak i noc trwają po około dwanaście godzin. Po przekroczeniu punktu na orbicie ziemskiej, w którym następuje równonoc jesienna, dni na półkuli północnej stają się coraz krótsze, natomiast noce wydłużają się. Przeciwne zjawisko ma miejsce na półkuli południowej, gdzie w tym czasie rozpoczyna się astronomiczna wiosna. Równonoc jesienną opisuje się również jako moment, w którym Słońce przecina tzw. równik niebieski, czyli okrąg, znajdujący się w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu Ziemi, podczas jego pozornej wędrówki.
W czasie astronomicznej jesieni coraz krótszym dniom i dłuższym nocom towarzyszą znaczne spadki temperatury. Dzieje się tak dlatego, że oś Ziemi, jest nachylona pod kątem ok. 66° do płaszczyzny orbity. W wyniku tego z każdym dniem po równonocy jesiennej, kiedy promienie słoneczne padają prostopadle na równik, półkula północna jest słabiej oświetlona, natomiast południowa bardziej. Dodatkowo takie położenie planety jest odpowiedzialne za różną długość dnia, a więc również usłonecznienie, na obu hemisferach. Usłonecznieniem nazywa się czas, podawany zazwyczaj w godzinach, w którym na dany obszar padały bezpośrednio promienie słoneczne, w konkretnym okresie – np. na dobę czy miesiąc. Istnieje usłonecznienie możliwe, liczone od wschodu do zachodu Słońca, rzeczywiste, uwzględniające dodatkowo stopień zachmurzenia i zakrycia horyzontu oraz względne, które łączy poprzednie rodzaje, będąc stosunkiem usłonecznienia rzeczywistego do możliwego.
Nie należy jednak mylić usłonecznienia z nasłonecznieniem, są to bowiem dwa odmienne pojęcia. Nasłonecznienie, inaczej insolacja, to zsumowane natężenie promieniowania słonecznego w konkretnym okresie, na danym obszarze. Natężenie natomiast jest chwilową wartością mocy promieniowania, padającego w czasie sekundy na metr kwadratowy, którą podaje się w W/m2. Do pomiarów natężenia światła słonecznego służą luksomierze. Przykładem takiego miernika jest luksomierz LB-900. Urządzenie to składa się z układu pomiarowego i wewnętrznego czujnika promieniowania, czyli krzemowej fotodiody. LB-900 jest dodatkowo zaopatrzony w interfejs S300, co umożliwia podłączenie miernika do dowolnego systemu monitorującego natężenie światła słonecznego.