定義
北回歸線并不是真正意義上存在的線，它是太陽光直射在地球上最北的界線。北回歸線，北緯23°26′的緯線，太陽直射點自南移至該緯線時，折而往南返回，故名。北回歸線是太陽在北半球能夠直射到的離赤道最遠的位置，其緯度值為黃赤交角。太陽直射點南移并始終在北回歸線（北緯23°26′）附近和南回歸線（南緯23°26′）附近的兩個緯線圈之間周而複始地循環移動。北回歸線以南至南回歸線的區域每年太陽直射兩次，獲得的熱量最多，形成為熱帶。因此北回歸線是熱帶和北溫帶的分界線。很多植被、氣候類型在這條北回歸線附近漸變。這條線代表了很多事物的分界線，既是溫度帶（北溫帶和熱帶）的一條劃分界線，也是太陽能夠直射的最北緯度線。太陽直射點到達北回歸線的時候，也意味着北半球的夏至日。它深刻影響着與其緊密相關的其它自然地理現象，如太陽直射點、四季、五帶和氣壓帶、風帶、氣候帶、自然帶變化等等。
位置
北回歸線是每年太陽能夠直射到的位置最北的緯線（約在N23°26′），位于熱帶與北溫帶之間，是熱帶與北溫帶的分界線。北回歸線位置并不固定，據科學家觀測，北回歸線每年南移約14米。
成因
北回歸線形成的原因，是由于地球繞地軸自轉的同時，還繞太陽自西向東公轉，地球公轉的軌道是接近正圓的橢圓。這個橢圓所構成的平面叫軌道平面，亦稱黃道平面。地球一面繞地軸自轉，一面繞日公轉，在這一過程中，地軸并不與公轉的軌道平面（黃道平面）相垂直，而是傾斜的，其夾角約為66°34′。而地軸的傾斜方向在空間始終保持不變（平移），緻使赤道平面與黃道平面不相重合（不平行），而呈傾斜狀态，其夾角是66°34′的餘角，即23°26′。這個夾角叫黃赤交角。與黃道平面在地球表面的大圓相切的緯線即為回歸線，位于北半球的為北回歸線，南半球的為南回歸線。
北回歸線是每年太陽能夠直射到的位置最北的緯線（約在23°26′N），位于熱帶與北溫帶之間，是熱帶與北溫帶的分界線。
重要意義
對自然現象的影響
北回歸線的緯度值為黃赤交角，它是一條具有多學科意義的天文氣候特征的緯度線。北回歸線對天文、地理、氣候、生物等具有重要的意義。如在天文意義上的冬春轉換時，北回歸線上的一邊春意盎然，另一邊卻還是蕭瑟的冬天。北回歸線對天文、地理、氣候、生物的科學研究具有重要的意義。
溫度帶的劃分界線
每年夏至日（公曆6月22日左右），北回歸線能受到太陽光的垂直照射。然後太陽直射點向南移動。北半球北回歸線（不包括北回歸線）以南至南回歸線（不包括南回歸線）的區域每年太陽直射兩次，獲得的熱量最多，形成為熱帶。因此北回歸線是熱帶和北溫帶的分界線。
天文特殊緯度線
北回歸線是地球上一條具有典型天文學意義的特殊緯度線，它深刻影響着與其緊密聯系的自然地理現象。當天文意義上的季節轉換時，這條北回歸線（黃赤交角）及其附近區域的自然節律亦在漸變。我國位于北半球，北回歸線（黃赤交角）自西向東穿越我國境内。“二十四節氣”編排與這條特殊緯線有着密切的關系。
太陽直射最北緯度線
每年的夏至日（鬥指午，太陽黃經90°），太陽直射點在北半球的緯度值達到最大，太陽高度可以達到90°，此時正是北半球的盛夏，北半球晝長夜短，北極圈（含北極圈）内為極晝，南半球相反正值隆冬，南極圈内是極夜。此後太陽直射點逐漸南移，并始終在北緯23°26′附近和南緯23°26′附近的兩個緯線圈之間周而複始地循環移動。因此，把這兩個緯線圈分别稱為“北回歸線”與“南回歸線”。“南回歸線”又稱“冬至線”，鬥指子、太陽運行至黃經270°為冬至，此時太陽光幾乎直射南回歸線，冬至這天北半球的白晝最短、夜晚最長，故太陽光直射南回歸線這天又名日短至。
太陽活動規律：
春分（3月21日前後），太陽直射點在赤道（0°），此後北移。
夏至（6月22日前後），太陽直射點在北回歸線（23°26′N）上，此後南移。
秋分（9月23日前後），太陽直射點在赤道（0°），此後繼續南移。
冬至（12月22日前後），太陽直射點在南回歸線（23°26′S）上，在此之後向北移動。
相關變化：
1.太陽直射點的移動引起全球熱量分布變化。
2.太陽直射點的季節移動帶動行星系的南北偏移。
3.太陽直射點的季節移動引起晝夜長短和正午太陽高度的變化。
穿越地區
北回歸線是一條假想存在的緯度線，在中國境内自西往東依次是：雲南、廣西、廣東、台灣四省區，穿越雲貴高原、珠江三角洲平原、台灣山脈。
自120°W起由西往東，北回歸線穿越的國家依次有西撒哈拉、毛裡塔尼亞、馬裡、阿爾及利亞、利比亞、埃及；沙特阿拉伯、阿拉伯聯合酋長國、阿曼、印度、孟加拉國、緬甸、中國；美國、墨西哥、巴哈馬。共計16個國家及地區。
北回歸線穿越的大洲分别是非洲、亞洲、北美洲，穿越的大洋分别是大西洋、印度洋、太平洋。同時，北回歸線穿越的氣候分别是熱帶沙漠氣候、溫帶大陸性氣候、熱帶季風氣候、高原山地氣候、亞熱帶季風氣候。
北回歸線經過地球上16個國家和地區，多屬沙漠和草原地帶，如北非的撒哈拉沙漠，阿拉伯半島的阿拉伯沙漠，印度巴基斯坦的塔爾沙漠，北美的墨西哥沙漠等等，出現所謂“回歸沙漠帶”。唯有經過中國雲南、廣西、廣東、福建（海域）、台灣等幾個地方，卻是另一番景象，這一帶林木繁茂，郁郁蔥蔥，雨量充沛，物産豐富，人們稱之為“神奇的回歸綠帶”。農耕生産與地理氣候資源息息相關，優越的地理氣候資源是誕生農耕文明的重要條件。
地标
北回歸線是地球上一條具有典型天文學意義的特殊緯度線，北緯23°26′是地球上北溫帶與熱帶的分界線，每年隻有在夏至這天才能看到“立竿無影”的天文現象。 [6] 在我國多地建有北回歸線紀念碑、廣場、标志塔等紀念建築。下面羅列出一些比較知名的：
台灣北回歸線紀念碑
2009年12月15日，台灣省花蓮縣豐濱鄉北回歸線紀念碑。台灣共有三座北回歸線标，橫過台灣澎湖、嘉義、南投、花蓮四縣，一座在西半部的嘉義縣水上鄉，另外兩座在東半部的花蓮瑞穗鄉和海線豐濱鄉。花蓮縣豐濱鄉北回歸線紀念碑，位于東部海岸旁、濱臨太平洋，在省道台11線27公裡處，地屬花蓮縣豐濱鄉。碑頂有南北和水平相交叉的圓球，圓柱形的标志，上隻标示“北回歸線”，标志碑石台上刻有“北緯23°27′4.51“等字樣。熱、溫兩帶以北回歸線為界，由此以南為熱帶。
雲南西疇北回歸線公園
在西疇縣城西面的出入口處，與縣城隔一道山峽，海拔1526m，是中國海拔最高的北回歸線标志。主标志名“回歸亭”，呈飛碟狀，看起來像亭又像塔。回歸亭四周均有窗，頂部正中間有一圓形天窗，與亭内大廳正中央相對應，作為夏至日觀測太陽直射之用。
雲南墨江北回歸線标志園
雲南墨江北回歸線标志園占地1500平方米，以公元2038年北回歸線的位置（北緯23°26′）為主軸線。北回歸線從墨江縣穿城而過，被譽為“北回歸城”。
廣西南甯大明山北回歸線标志塔
在廣西南甯的大明山風景區上有一塊約兩米的北回歸線标志塔，建立在大明山舊伐木場的路旁，并設有北回歸線科普廊。
廣西桂平北回歸線公園
桂平北回歸線公園北回歸線标志是一座呈正東西走向，跨度18米，高17.2米的弧形建築，弧形中心頂端托着一個直徑6m的地球儀，球體正中有直徑16cm的“窺陽孔”，太陽光經此孔直射在正下方“廣西壯族自治區地圖”的桂平點上。标志的東西方向嵌有寬5厘米，長20多米的北回歸線标志指示線。
廣東汕頭北回歸線标志
坐落在汕頭雞籠山上。高13.6米，由基座、支柱和地球模型三部分組成。基座為天壇式，分三層，第一、二層，第一、二層，各高1.33米，各分九級台階，頂層高0.3米，隻一級台階。支柱為兩個“北”字型承重水泥支架，高8.6米，不論從那個方向望，均呈明顯的"北"字，突出北回歸線主題。地球模型由支柱支撐，空心，直徑5米，球面标繪世界輪廓圖，商标赤道，南北回歸線和南北極圈，中有一直徑24厘米的不鏽鋼管，指向天頂，垂直地平面，貫穿地球模型表面，作夏至日正午檢驗太陽直射用。
廣東封開北回歸線标志
坐落在江口鎮江濱公園内，坐北朝南。該标志的底座寬12m，内圈用混凝土塑成半球狀，外圈用花崗石拼成八卦狀；有四條斜柱支承在混凝土底座上，斜柱支撐着塔身，塔身面向南方，正對“離”位，四根斜柱分置于巽（東南）、艮（東北）、乾（西北）、坤（西南）四方；塔身下部，由鋼筋混凝土澆灌而成，塔身上部，用不鏽鋼焊接而成，它的四棱，各有兩塊羽翼飄出，任何位置觀看，均顯示“北”字，寓意“北回歸線”和“火箭沖天”。塔頂置一直徑62.1cm的銅球，象征太陽，銅球頂部中央有一直徑10cm的圓孔，用作夏至日正午太陽直射檢驗。
廣州從化北回歸線标志塔
廣州從化北回歸線标志塔位于廣州市從化區太平鎮油麻埔村三甲子坡地上（23°26’28”44S，113°28′56.16E）距離廣州42千米，是世界上南北回歸線上高度最高、規模最大的一座标志塔。标志塔四周有顯示東南、東北、西南、西北方向的4個羽翼。塔身正面刻上貼金的“北回歸線标志塔”7個大字。塔底中央嵌有一顆銅心與頂球相對，塔身是空心的，北回歸線正從這裡通過。每年夏至這一天正午12時26分，太陽的直射光經過這裡的一刹那，人站此處，不見影子。
其他相關
計時文化
在北回歸線上利用日影測時刻。日晷，本義是指太陽的影子。現代的“日晷”指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器，又稱“日規”。其原理就是利用太陽的投影方向來測定并劃分時刻，通常由晷針（表）和晷面（帶刻度的表座）組成。利用日晷計時的方法是人類在天文計時領域的重大發明。晷面兩面都有刻度，分子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰，每個時辰又等分為“時初”、“時正”，這正是一日24小時。
位置變化
根據當代天文觀測，由于受歲差、章動和極移等天文因素的影響，北回歸線不是一成不變的，而是每年都會緩慢變動。目前，北回歸線每年由北向南緩慢移動，每年移動的平均距離大約為14.4米。據天文學家分析，北回歸線的最北緯線出現在北緯24度14分39秒，最南緯線發生在北緯22度37分56秒，平均值（中點線）大約在23度26分17秒。北回歸線最北與最南緯線相差約1.61度，南北距離相差約180公裡。北回歸線的完整往返周期時間大約是37158年。
1976年，在第16屆國際天文聯合會上通過決議：決定将2000年的北回歸線地理位置定為23度26分21.448秒。以後，由于北回歸線繼續緩慢向南移動，每年向南移動的度數大約為0.46845秒，即平均每世紀向南移動約為47秒。大約在11300年（即再過9291年），北回歸線将漂移到最南點（北緯22度37分56秒）。北回歸線的位置并非固定不變，而是在北緯23°26′±1°的範圍内變化。
奇異現象
曆史上，在北回歸線上發生過許多奇異現象，如著名的百慕大三角、埃及金字塔、撒哈拉大沙漠，都在回歸線附近。
