日出及日落的时间可以借由跟踪太阳的轨迹而计算得到，但所计算出来的时间会比真实感觉的有些微不同，所计算出来的'日照时间会比真实感觉到的长，而所计算出来的黑夜的时间则比真实感觉到的短。
因为太阳光会受到地球大气层的影响而产生折射，所以当太阳仍未升上地平线时，人们已看到日出的景色，这是每天日出时产生的错觉。中国古代天文学家曾记录名为“天再旦”的罕见天文现象，意思是同一天接连出现两次日出的情况。通常是由于清晨五点到七点的日全食所引起的天文奇观，第一次日出时，天色又逐渐暗去，接着又迎接第二次日出。
众所周知，一年之中日出时间是不断变化的。即使是在同一天当中，不同纬度的日出时间也是不同的。那么为什么会导致这种效应呢？事实上，地球每时每刻都围绕着太阳自西向东公转。根据运动的相对性，我们从地球上也能观测到太阳在一年当中围绕天球黄道自西向东旋转一圈。这自然会导致太阳的赤经与赤纬时时刻刻都会发生变化。并且不同季节，其变化的快慢也略有不同，这就导致了一年之中日出时间是会随季节不断变化的。