产生时差的原因是地球绕太阳运动的轨道为椭圆形，这就使真太阳在天球上的视运动速度不均匀（或真太阳时是不均匀的）；地球轨道面和地球赤道面之间存在倾角。由真太阳时求平太阳时（见世界时），或由平太阳时反求真太阳时，须加时差改正。时差η的定义可以写作：

η=真太阳时－平太阳时

以前也有人把时差规定为平太阳时减真太阳时。时差η与观测者在地球上的位置无关，只与观测日期有关（见图，见表）。

时差曲线图

时差每年四次等于零，在4月16日、6月15日、9月1日和12月24日前后；四次为极值（极大和极小）。