Xuân phân thường diễn ra vào khoảng ngày 19 đến 21 tháng 3 hằng năm, khi Mặt Trời băng qua xích đạo trời từ Nam lên Bắc. Đây là thời điểm ánh sáng phân bổ gần như đồng đều giữa hai bán cầu, tạo nên một hiện tượng đặc biệt: ngày và đêm gần bằng nhau trên toàn thế giới – mỗi bên khoảng 12 tiếng.
Vào ngày này, Mặt Trời chiếu thẳng xuống xích đạo, giúp cả Bắc và Nam bán cầu nhận lượng ánh sáng gần như ngang nhau. Tuy nhiên, thực tế ngày vẫn hơi dài hơn đêm một chút do hiện tượng khúc xạ ánh sáng và cách chúng ta định nghĩa thời điểm Mặt Trời mọc/lặn (tính theo rìa đĩa sáng).
Một điểm thú vị là vào đúng ngày Xuân phân, Mặt Trời mọc "chính xác" ở phía Đông và lặn "chính xác" ở phía Tây – điều rất hiếm xảy ra trong năm. Đây cũng là một cách đơn giản để xác định phương hướng bằng quan sát tự nhiên.
Tại Việt Nam, Xuân phân được xem là thời điểm giữa mùa xuân, theo lịch tiết khí và truyền thống nông nghiệp. Trong khi đó, tại Hoa Kỳ, châu Âu và nhiều quốc gia phương Tây, ngày này lại được xem là ngày đầu tiên của mùa xuân ở bán cầu Bắc, đồng thời bắt đầu mùa thu ở bán cầu Nam, theo cách phân chia mùa thiên văn.