太阳高度角简称为“太阳高度”（其实是角度，不是高度）。太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在地球地平坐标系中的地平高度。
太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），地方时以t表示，有太阳高度角的计算公式：
sin h= sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t
日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。时角是以正午12点为0度开始算，每一小时为15度。即14点和10点分别为30度和-30度。日出日落时角度都为0，正午时太阳高度角最大（90°），时角为0，以上的公式可以简化为： 正午太阳高度角
sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ
由两角和与差的三角函数公式，可得
sin h=cos(φ－δ)
因此，
对于太阳位于天顶以北的地区而言，h=90°－(φ－δ)；
对于太阳位于天顶以南的地区而言，h=90°－(δ－φ)；
二者合并，因为无论是(φ－δ)还是(δ－φ)，都是为了求当地纬度与太阳直射纬度之差，不会是负的，因此都等于它的绝对值，所以正午太阳高度角计算公式：
h=90°-|φ-δ|
具体计算：
还是举个例子来推导，假设春分日（秋分日也可，太阳直射点在赤道）某时刻太阳直射(0°，120°E)这一点，120°E经线上各点都是正午。
对于（0°，120°E）这点来说，它离太阳直射点的纬度距离是0°，它的太阳高度角就是90°。
另外一个观测点，（1°N，120°E）与太阳直射点的纬度差为1°
此时，这一点的太阳高度角为89°（根据上面的公式h=90°-|φ-δ|）。 太阳高度角计算
（1°S，120°E）与太阳直射点的纬度差也是1°。因此，当地的太阳高度角也是89°。
同一时刻，下列各观测点，报告的太阳高度角度数如下：
2°N/S（距太阳直射点2°）：88°=90°－2°
3°N/S（距太阳直射点3°）：87°=90°－3°
10°N/S（距太阳直射点10°）：80°=90°－10°
30°N/S（距太阳直射点30°）：60°=90°－30°
80°N/S（距太阳直射点80°）：10°=90°－80°