时差产生的主要原因是地球自转导致不同地区接收到阳光的时间不同。由于地球是一个球体，太阳只能照亮地球的一面，因此，当太阳经过某地天空的最高点时，该地的太阳高度角达到最大，此时为当地地方时的12点。由于地球自西向东旋转，不同经度上的地区会在不同的时间经历日出和日落，这就造成了地球上不同地区之间存在时刻的差异，即时差。
时差以1小时为一个大时区，全球共划分为24个时区，相邻时区之间相差1小时。例如，当从北京飞往纽约，虽然飞行时间可能只有12小时，但由于时差的存在，到达目的地时，当地时间会比北京时间晚。
需要注意的是，时差与地球围绕太阳公转的轨道形状（椭圆形）和地球轨道面与赤道面之间的倾角有关，这些因素影响了真太阳时与平太阳时的时刻差。