日出及日落的時間可以借由跟蹤太陽的軌跡而計算得到，但所計算出來的時間會比真實感覺的有些微不同，所計算出來的日照時間會比真實感覺到的長，而所計算出來的黑夜的時間則比真實感覺到的短。
因為太陽光會受到地球大氣層的影響而產(chǎn)生折射，所以當(dāng)太陽仍未升上地平線時，人們已看到日出的景色，這是每天日出時產(chǎn)生的錯覺。中國古代天文學(xué)家曾記錄名為“天再旦”的罕見天文現(xiàn)象，意思是同一天接連出現(xiàn)兩次日出的情況。通常是由于清晨五點到七點的日全食所引起的天文奇觀，第一次日出時，天色又逐漸暗去，接著又迎接第二次日出。