冬季最寒冷的一段时间一般是出现在之后。立冬后，表示进入了冬季，并不是进入冬季就意味着开始寒冷，时地表在下半年贮存的热量还有一定的能量，所以还不很冷。在民间有“十月小阳春”一说，“十月小阳春”即是指在孟冬期间出现的风和日丽、温暖舒适“小阳春”天气，所以，实际上初冬（孟冬）这时期一般不会很冷，但随着时间推移，冷空气频繁南下，气温逐渐下降。在冬天季节，所谓“冷在与四九”，冬至之前通常不会很冷，真正寒冷是在冬至之后，尤其是“三九天、“天”。
在冬至时期，白天最短，太阳直射角度与地面夹角最小，单位面积的地面受到的日照强度最小，地面每天得到的太阳热量最少，地面日热量收支逆差尚未达到最大值。而冬至以后，虽然白天日趋增长，但增长的速度却很缓慢，从冬至到“三九”这一时期，平均每天只增长约一分钟，，太阳直射角度与地面夹角增加也很缓慢。地面日热量收支仍处在逆差状况，所以继续失去热量，地温继续下降。地面总热量收支逆差在“三九、四九”时段才达到最大值。由于空气的温度主要受地温影响，这就导致了“三九、四九”时段气温最低。，“三九”前后，西伯利亚地区的冷气团也发展到极为强盛的阶段，强冷空气的频频入侵也是造成气温低的原因之一。
地球白天吸收太阳辐射来的热，到夜里就把它散发出去了。夏天，白天吸收的热多，晚上散发的热少，这样，每天都能积一些热。冬天，白天吸收的热少，晚上散发的热多，每天不但不能积存，还要把夏天积存下来的热用掉一些。冬至这天，白天吸收的热量少，可是地球上还有一些储存的热。过了冬至，储存的热越来越少，到“三九、四九”，地球热的储存是一年最少的时候，所以也就最冷。
三九天和四九天哪个时间更冷
三九更冷。
在冬至时期，白天最短，太阳直射角度与地面夹角最小，单位面积的地面受到的日照强度最小，地面每天得到的太阳热量最少，地面日热量收支逆差尚未达到最大值。而冬至以后，虽然白天日趋增长，但增长的速度却很缓慢，从冬至到“三九”这一时期，平均每天只增长约一分钟，，太阳直射角度与地面夹角增加也很缓慢。地面日热量收支仍处在逆差状况，所以继续失去热量，地温继续下降。地面总热量收支逆差在“三九”时节才达到最大值。由于空气的温度主要受地温影响，这就导致了“三九”时节气温最低。
(注并非全国如此，年年如此，具体因地区、因年岁而异)。