Com a conseqüència del moviment diari de rotació de la Terra, els observadors terrestres notem que el Sol descriu un moviment circular. A més, el recorregut anual de la Terra al voltant del Sol, i la inclinació de l'eix de gir de la Terra en relació al pla de translació, provoquen que el centre de la circumferència que descriu el Sol es desplaci amunt i avall, amb una periodicitat anual, sobre l'eix de rotació de la Terra. És a dir, el Sol gira al voltant nostre seguint una mena de trajectòria en forma d'hèlix, paral·lela a l'eix de rotació terrestre, de manera que al nostre estiu ocupa la posició més septentrional (nord) i a l'hivern la més meridional (sud).
La peça clau d'un rellotge de sol és la vareta o estil, que s'ha d'orientar paral·lela a l'eix de rotació de la Terra per a que el curs de l'ombra projectada sigui el mateix cada dia de l'any, independentment de l'alçada a la que es trobi el Sol en el seu moviment "helicoïdal". Per comprendre això és necessari fer un petit esforç d'imaginació i tenir present que la distància al Sol és tan gran que els seus raigs ens arriben pràcticament paral·lels.