太阳高度角（solar elevation angle），地理学术语，是指对地球上的某个地点太阳光入射方向和地平面的夹角。专业上讲，太阳高度角是指某地太阳光线与通过该地与地心相连的地表切面的夹角。当太阳高度角为90°时，太阳辐射强度最大；太阳斜射地面程度越大（即太阳高度角越小），太阳辐射强度就越小。

一般时间

太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），地方时以t表示，有太阳高度角的计算公式：

sin h= sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t

正午时间

正午太阳高度角

sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ

由两角和与差的三角函数公式，可得

sin h=cos(φ－δ)

因此，

对于太阳位于天顶以北的地区而言，h=90°－(φ－δ)；

对于太阳位于天顶以南的地区而言，h=90°－(δ－φ)；

二者合并，因为无论是(φ－δ)还是(δ－φ)，都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是负的，因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式：

h=90°-|φ-δ|

具体计算：

还是举个例子来推导，假设春分日（秋分日也可，太阳直射点在赤道）某时刻太阳直射(0°，120°E)这一点，120°E经线上各点都是正午。

对于（0°，120°E）这点来说，它离太阳直射点的纬度距离是0°，它的太阳高度角就是90°。

另外一个观测点，（1°N，120°E）与太阳直射点的纬度差为1°

太阳高度角计算

（1°S，120°E）与太阳直射点的纬度差也是1°.因此，当地的太阳高度角也是89°.

同一时刻，下列各观测点，报告的太阳高度角度数如下：

2°N/S（距太阳直射点2°）：88°=90°－2°

3°N/S（距太阳直射点3°）：87°=90°－3°

10°N/S（距太阳直射点10°）：80°=90°－10°

30°N/S（距太阳直射点30°）：60°=90°－30°

80°N/S（距太阳直射点80°）：10°=90°－80°

太阳高度角与受热面大小的关系图

由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严格已知的，所以它（ED）也可

以用与式（1）相类似的表达式表述，即：

ED=0.3723+23.2567sin θ+0.1149sin 2θ－0.1712sin 3θ－0.758cos θ+0.3656cos 2θ+0.0201cos 3θ（5）

式中θ称日角，即 θ=2πt/365.2422（2）

这里t又由两部分组成，即 t=N－N0 （3）

式中N为积日，所谓积日，就是日期在年内的顺序号，例如，1月1日其积日为1，平年12月31日的积日为365，闰年则为366，等等。

N0=79.6764+0.2422×（年份－1985）－INT〔（年份－1985）/4〕

（式中INT表示取整数部分，例如INT(3.25)=3）

在昼半球上的各地太阳高度大于0°，表示白昼；

在夜半球上的各地太阳高度小于0°，表示黑夜。

例如:太阳直射20°N，这天全球正午太阳高度角就从20°N向南北两侧逐渐递减，19°N的正午太阳高度角就等于89°。

即19°N的正午太阳高度=90°-（太阳直射点-该地纬度）=90°-（20°-19°）=89°

2、季节变化规律：太阳直射点移来时渐增，移去时渐减（太阳直射点相对某地所在纬线而言）。例如：对于31°N的地区，在12月22日（冬至日）至6月22日（夏至日）这段时间，正午太阳高度角渐增，6月22日（夏至日）至12月22日(冬至日)这段时间，正午太阳高度角渐减。

3.直射线速度变化规律：当太阳从赤道向南北回归线运动时，直射的纬度变化呈减速运动，从两回归线运动至赤道逐渐做加速运动。

小结：

1.整个南/北半球，正午太阳高度角能同时达全年最小值（该半球的冬至日），但不能同时达全年最大值；

2.南北回归线之间的地区，太阳直射时达全年最大值，而非该半球的夏至日；

3.南北回归线上一年一次最大值（该半球的夏至日）和最小值（该半球的冬至日）；南北回归线之间的地区一年两次最大值（太阳直射时）、一次最小值（该半球的冬至日），但赤道一年各两次；

4.回归线以外的地区，一年各一次最大值（该半球的夏至日）和最小值（该半球的冬至日）。