地球产生昼夜交替现象的真正原因是地球自转。
科学家研究出结果的方法：
1.法国物理学家傅科于1851年做了一次成功的摆动实验，实验在法国巴黎的一个圆顶大厦进行，摆长67米，摆锤重28公斤，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度，这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转影响而自行摆动，并且摆动时间很长；
2.在傅科摆实验中，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化，分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果；
3.地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球自转导致昼夜交替。
根据太阳高度和昼夜长短随纬度的变化，将地球表面有共同特点的地区，按纬度划分为五个热量带，即热带、南温带、北温带、南寒带、北寒带。
具体分布：
1.热带：南北回归线之间；
2.南温带：南回归线到南极圈之间；
3.南寒带：南极圈到南极点；
4.北温带：北回归线到北极圈；
5.北寒带：北极圈到北极。
热带：本带太阳高度终年很大，在两回归线之间的广大地区一年有两次太阳直射的机会，在赤道上终年昼夜等长，向南、北昼夜长短变化幅度渐增。
温带：本带内太阳高度变化很大，随纬度增高，太阳高度逐渐减小，太阳高度一年之中有一次由大到小的变化，气温也随之出现一高一低的变化，昼夜长短的变化也很大。
寒带：分别以南北极为中心，极圈为边界的地带，本带太阳高度终年很小，极昼和极夜现象随纬度的增高愈加显著。
地球起源于原始太阳星云，太阳星云中含有的不易挥发的固体尘粒相互结合，形成越来越大的颗粒环状物，开始吸附周围较小的尘粒，逐渐形成了地球星胚。
后来，由于陨石的撞击、放射性衰变致热和原始地球的重力收缩，地球温度逐渐升高，内部物质开始熔化，使地球外部较重的物质逐渐下沉，内部较轻的物质逐渐上升，形成了密度较大的地核。