春分这天，太阳直射赤道，全球昼夜几乎等长，各为12小时。此后，太阳直射点逐渐北移，北半球白昼开始长于黑夜，且白昼时长会越来越长，直至夏至达到最大值。这种昼夜时长的变化，不仅影响着人们日常作息的安排，也对动植物的生物钟产生作用。许多鸟类开始在白昼变长的时段里，增加觅食和繁殖活动。
春分过后，太阳辐射增强，地面吸收的热量增多，气温开始稳步回升。在我国大部分地区，平均气温能够稳定在0℃以上，告别冬日的严寒。华北地区气温一般能升至10℃ - 15℃，江南地区则更为温暖，可达15℃ - 20℃ ，大地逐渐回暖，冰雪消融，沉睡一冬的植物开始复苏，人们也纷纷脱下厚重冬衣，感受春日的温暖。
随着暖湿空气势力增强，与北方南下的冷空气交汇，形成降水。春分时节，全国大部分地区降水量逐渐增多，春雨绵绵。华南地区降水较为充沛，月降水量可达100毫米以上，为早稻播种和生长提供了充足的水分；长江流域降水也明显增加，滋润着大地，使得土壤墒情良好，有利于农作物的生长发育。
尽管总体趋势是气温上升，但春分期间冷暖空气活动频繁，交替控制。暖空气带来温暖，冷空气则会使气温骤降，形成“乍暖还寒”的天气状况。这种气温的剧烈波动，可能导致“倒春寒”现象。
