冬という季節が生まれるのは、太陽高度の差によって気温が変わることが大きな原因である。地球が地軸を傾けて公転しているために、同じ地点でも季節により太陽高度が変わり、太陽高度が低くなると冬になる。北半球が冬のときは南半球は太陽高度が高くなるため夏となり、南半球が冬のときは同様に北半球は夏となる。
赤道に近い低緯度地域では、季節による太陽高度の差が小さいので冬に目立った気象の変化はない。また、極地や高緯度地域では冬に太陽が昇らない極夜という現象が起こる。
また、その土地の標高や気団、海流、風などが冬の気候に影響を与えるため、同じ緯度にあっても冬の気候に差が出る。例えば、北緯43°付近にあるモナコでは1月の最低気温は8℃前後だが、同じ緯度にある旭川では同じ月に-12℃前後まで下がる。
日本では秋から次第に寒くなり、やがて野外で霜や雪など氷に関わる現象が見られるのが冬である。また、冬至までは昼間の時間は短くなり、夜が長くなる。
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シベリア高気圧が張り出し、西高東低の気圧配置になると、これを冬型の気圧配置といって、北西の季節風（北風）が強く吹き、日本海側では雪、太平洋側では空気が乾燥して晴れとなる。
それにつれて生物は活動を控え、冬眠や越冬に入る。落葉樹は葉を落とし、宿根草は地上部を枯らす。人間は防寒を主目的とした冬服に着替え、さらに襟巻きなどの防寒具を着用する。それでも弱い人は霜焼けを起こす。暖房器具を出すのも冬のこと、こたつやストーブに体を寄せ合う楽しみもある。それに起因する一酸化炭素中毒も冬によく発生する。
寒さが弱い冬を暖冬（だんとう）という。逆に寒さが厳しい冬を、厳冬（げんとう）や寒冬（かんとう）という。