طول یک روز خورشیدی که بر اساس دو عبور متوالی خورشید از نصف‌النهار سماوی و دو ارتفاع بیشینه خورشید از افق اندازه گیری می شود ثابت نیست و تغییرات آن طی یکسال به 16 دقیقه می رسد. دلیل این تغییرات بیضوی بودن مدار زمین و حرکت ظاهری خورشید در دایرﺓالبروج ونه استوای سماوی است.زمانی که ساعتهای رسمی نشان می دهند براساس وجود یک خورشید فرضی است که با سرعت متوسط در آسمان حرکت می کند. تفاوت این زمان با زمانی که ساعتهای آفتابی نشان می دهند معادله زمان نام دارد.
برای نمونه بکمک نمودار پیداست که اوائل ماه نوامبر ساعتی که ساعت آفتابی نشان می دهد ۱۶ دقیقه از ساعت شهری جلوتر است یا در تاریخ اواخر ژولای حدود ۷ دقیقه عقب تر است.