Începutul toamnei din punct de vedere astronomic este marcat în emisfera nordică prin echinocțiul de toamnă, în același timp în emisfera sudică a Pământului, echinocțiul face trecerea la anotimpul primăvara.

Echinocțiul de toamnă, în 2016, are loc la 22 septembrie: 17 h 21 m, potrivit www.astro-urseanu.ro. Reprezintă momentul în care Soarele, în mișcarea sa aparentă anuală, trece prin "punctul autumnal" de intersecție a eclipticii (proiecția pe sfera cerească a planului orbitei Pământului) cu ecuatorul ceresc, traversând din emisfera nordică în cea sudică.

Singurele excepții le întâlnim în regiunile polare. În zona Polului Nord începe lunga noapte polară, iar în cea a Polului Sud, Soarele va sta deasupra orizontului timp de 6 luni, până la momentul echinocțiului de primăvară.

Momentul echinocțiului de toamnă este cel în care care longitudinea aparentă a Soarelui este de 180 grade. Aflându-se deci în dreptul ecuatorului ceresc, Soarele va răsări și va apune chiar în punctele cardinale est și vest, durata zilelor fiind astfel egală, indiferent de latitudine, cu cea a nopților.

La latitudinile țării noastre, în aceste zile Soarele va culmina la amiază la o înălțime medie de 45°, ceea ce reprezintă jumătatea distanței unghiulare dintre zenit și orizont.

După echinocțiul de toamnă, orele de lumină vor începe să scadă, până la solstițiul de iarnă, din 21 decembrie.

De la un an la altul, fenomenul nu se produce la aceeași dată datorită faptului că anul calendaristic nu este egal cu cel tropic. De când a fost alcătuit calendarul gregorian (1582), echinocțiul de toamnă s-a produs la 21, 22, 23 sau 24 septembrie, mai des însă la 22 sau 23 septembrie.

Cele două puncte de pe ecliptică în care se află Soarele în momentul echinocțiului se numesc puncte echinocțiale, fiind denumite "punctul vernal" și, respectiv, "punctul autumnal". Cuvântul "echinocțiu" derivă din cuvântul francez "équinoxe", care, la rândul lui provine din latinescul "aequinoctium", format din "aequus" — "egal" și "nox", "noctis" — "noapte".