圭表和日晷一样，也是利用日影进行测量的古代天文仪器。而所谓圭表测影法，通俗的说，就是垂直于地面立一根杆，通过观察记录它正午时影子的长短变化来确定季节的变化。
采用圭表测影法，定出黄河流域的正午表影最长这天作为冬至日，以冬至日为二十四节气的起点，将冬至到下一个冬至之间的时间段，以每段十五日的方法分割为二十四段，这便是二十四节气的时间划分。
至于为什么冬至日这一天正午时分的日影长度，是全年每一天同时间日影长度最长的那一天，这就要涉及到自然地理知识了。
之前提到中国的四合院为什么总是安排城坐北朝南的模式的时候，就说过，中国除了低纬度的云南、广西、海南以及台湾以外，其他的省份全部都位于北回归线以北。而太阳在地球上的直射点，一直以来都在南北回归线之间移动，最北边的直射点，就是北回归线，不可能更北了。
因此也就是说，华夏文明的发源地，在炎黄子孙诞生之前，就注定了根本就不可能会被太阳直射到。
于是，不管太阳到底是怎么伴随着地球的自传而出现东升西落的，在太阳的直射点不会跑到北回归线以北的状况下，中国的大部分地区，它们所得到的阳光其实都是从南边往北边照过来的。
当太阳能够在某个地方产生直射的现象的时候，在地面上另一根圆圆的竹竿，正午时分招摇这根竹竿上的太阳，刚好位于这根竹竿的正上方。于是乎，阳光被竹竿遮挡之后所产生的影子，刚好就被这根直上直下的竹竿踩在了脚下。因此，等于在太阳高悬的正午时分，我们是根本就不可能测量到这根竹竿所拥有的影子的长度的。
但是，当这根竹竿立在了太阳不可能直射到的地方的时候，由于太阳在正午时分升到一天当中的最高点的时候，根本就没有办法悬挂在这根竹竿的正上方，于是，日照所产生的影子就不会被竹竿踩在脚下，反而不管怎么说都会拥有一个程度。
这也就是为什么，北回归线以北的人能够在正午时分通过归表测量日影的程度了。
当阳光照射在北回归线上的时候，太阳升到最高点的正午时分，是最为靠近竹竿正上方的角度。因此，由于此时此刻的太阳位置与正上方的偏角并不算太大，进而导致得到的竹竿影长也相对较短。
当太阳的直射点位于南回归线上的时候，正午时分的太阳角度距离作为参照物的竹竿正上方偏角最大，基本上是让阳光斜着照射在竹竿上的，于是，竹竿所得到的影子自然也就越长。
而也就是这样，通过测量一年三百六十五天，正午时分太阳照射在同一“竹竿”上所产生的影子的长度，得以判断出在这些日子当中，太阳在正午时分所拥有的高度角哪一天最小。而这一天，阳光直射点距离北半球最远，进而导致这一天的白昼时间最短，于是，这一天就是所谓的冬至日了。
至于在那样一个没有各式各样的电子钟表的年代，要怎么通过观察日影的变化，确认当天的时间到底有没有来到正午时分，这其实也是一件很简单的事情，其中所蕴含的原理，和日晷是一样的。