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北回归线是太阳在北半球能够直射到的离赤道最远的位置，其纬度值为黄赤交角，是一条纬线，大约在北纬23.5度。每年夏至日，太阳直射点在北半球的纬度达到最大，此时正是北半球的盛夏，此后太阳直射点逐渐南移，并始终在北纬23.5度附近和南纬23.5度附近的两个纬度圈之间周而复始地循环移动。因此，把这两个纬度圈分别称为北回歸線與南回归线。
南、北回归线也是南温带、北温带与热带的分界线；南极圈、北极圈则是90度减去回归线的度数，是南温带、北温带与南寒带、北寒带的分界线。
北回归线的英文名起源于二千多年前，夏至日太阳直射到此处时，是处在黄道十二宫的巨蟹座位置，從此回歸原處，故應稱「回歸線」而非「迴歸線」。现在则由于星体运动，而移动到了双子座的位置。
北回归线的位置并非固定不变，只是在北纬23.5度正负一度的范围内变化。在1976年第十六届国际天文学联合会上，决定将2000年的回归线位置定为23度26分21.448秒。
北回歸線通過的國家和地区有：台灣、中國大陸、緬甸、印度、孟加拉、阿曼、阿拉伯聯合大公國、沙烏地阿拉伯、埃及、利比亞、阿爾及利亞、西撒哈拉、巴哈馬、墨西哥等。

北回歸線紀念碑

台灣

嘉義縣水上鄉
花蓮縣瑞穗鄉、豐濱鄉
中國大陸

廣東汕頭
廣州從化
廣東封開
廣西桂平
雲南墨江

其他

著名作家亨利·米勒于1934年发表的一部小说亦稱《北回歸線》
臺灣鐵路管理局於嘉義市北回歸線通過處設有北回歸線車站為貨運用途，今既廢止。
汕头北回归线标志塔位于汕头以西的鸡笼山南面叫蜈蚣岭的小山丘上，距市区20公里。北回归线是地球上北温带与热带的分界线，也就是北纬23°26′的纬线圈。地球除了不断自转外，还以椭圆形的轨道绕着太阳旋转，叫做公转。地球的自转产生了昼夜更替，而地球的公转就形成了四季轮回。地球公转时是斜着身子绕太阳转，地轴与公转轨道面交相成66.5度的夹角，因此地球在公转过程中，太阳光垂直照射地球表面不是固定在一个地方，有时直射北半球，有时直射南半球。把太阳光直射在最北面的点连成一条假想线，就叫北回归线。一年之中太阳光的垂直照射点就在北回归线到南回归线之间移动。只有每年6月22日夏至日正午12点左右，有一瞬的时间直射北回归线，从这一瞬开始，北半球进入夏季。因此我们每年只有一次能看到“立竿不见影”的天文现象。 北回归线是看不见的一条假想线，建立了标志塔，就使得人们能够直观地看到北回归线的客观实体，感觉到这条纬线的存在。它对天文、地理、土壤、生物、气候的科学研究具有重要的意义。
中國大陸在北回归线经过的地方：广东的汕头、从化、封开和云南的墨江都建起了标志塔。汕头北回归线标志塔建成于1986年6月。塔的基座为花岗石砌成的三级圆形平台，平台上的主体建筑是用汉白玉石铺面的“北”字变形为支架的钢筋混凝土支柱，支柱上托着一个直径五米的地球仪，地球仪的中轴自上而下有一根直径为45厘米，长5米的不锈钢钢管。每年农历夏至日正午，当太阳光直射北回归线塔时，日影穿过此管，就投射于观赏台中心设置的黑色花岗石圆心上。在观赏台的东西方向上，铺设一条黑色的石板带，标志此线就是北回归线，两边种植温、热带植物。北回归线标志塔周围种植了很多树木花草，铺设了登山道路，在山巅还建起了“夸父亭”和“邓林亭”（取《山海经》神话命名），路旁石壁上刻了很多登山旅游者的诗词。登上邓林亭可以西望牛田洋宽阔的水面，东看古火山鸡笼山。“夸父亭”和“邓林亭”取名与太阳有关，可參照《山海经》：夸父就是大男子汉的意思。古时干旱,他要征服太阳，追赶太阳，满身淌汗，热渴难忍，饮尽黄河渭水还不止渴，要去饮大海的水,未到，就在路上口渴而死。夸父丢弃的手杖，插在地上，即成茂密的邓林。邓林就是桃林。汕头北回归线标志塔地处海滨城市，造“夸父亭”等景致和《山海经》中的夸父追日的神话故事非常吻合。