圭表和日晷一樣，也是利用日影進行測量的古代天文儀器。而所謂圭表測影法，通俗的說，就是垂直于地面立一根桿，通過觀察記錄它正午時影子的長短變化來確定季節的變化。
采用圭表測影法，定出黃河流域的正午表影最長這天作為冬至日，以冬至日為二十四節氣的起點，將冬至到下一個冬至之間的時間段，以每段十五日的方法分割為二十四段，這便是二十四節氣的時間劃分。
至于為什么冬至日這一天正午時分的日影長度，是全年每一天同時間日影長度最長的那一天，這就要涉及到自然地理知識了。
之前提到中國的四合院為什么總是安排城坐北朝南的模式的時候，就說過，中國除了低緯度的云南、廣西、海南以及臺灣以外，其他的省份全部都位于北回歸線以北。而太陽在地球上的直射點，一直以來都在南北回歸線之間移動，最北邊的直射點，就是北回歸線，不可能更北了。
因此也就是說，華夏文明的發源地，在炎黃子孫誕生之前，就注定了根本就不可能會被太陽直射到。
于是，不管太陽到底是怎么伴隨著地球的自傳而出現東升西落的，在太陽的直射點不會跑到北回歸線以北的狀況下，中國的大部分地區，它們所得到的陽光其實都是從南邊往北邊照過來的。
當太陽能夠在某個地方產生直射的現象的時候，在地面上另一根圓圓的竹竿，正午時分招搖這根竹竿上的太陽，剛好位于這根竹竿的正上方。于是乎，陽光被竹竿遮擋之后所產生的影子，剛好就被這根直上直下的竹竿踩在了腳下。因此，等于在太陽高懸的正午時分，我們是根本就不可能測量到這根竹竿所擁有的影子的長度的。
但是，當這根竹竿立在了太陽不可能直射到的地方的時候，由于太陽在正午時分升到一天當中的最高點的時候，根本就沒有辦法懸掛在這根竹竿的正上方，于是，日照所產生的影子就不會被竹竿踩在腳下，反而不管怎么說都會擁有一個程度。
這也就是為什么，北回歸線以北的人能夠在正午時分通過歸表測量日影的程度了。
當陽光照射在北回歸線上的時候，太陽升到最高點的正午時分，是最為靠近竹竿正上方的角度。因此，由于此時此刻的太陽位置與正上方的偏角并不算太大，進而導致得到的竹竿影長也相對較短。
當太陽的直射點位于南回歸線上的時候，正午時分的太陽角度距離作為參照物的竹竿正上方偏角最大，基本上是讓陽光斜著照射在竹竿上的，于是，竹竿所得到的影子自然也就越長。
而也就是這樣，通過測量一年三百六十五天，正午時分太陽照射在同一“竹竿”上所產生的影子的長度，得以判斷出在這些日子當中，太陽在正午時分所擁有的高度角哪一天最小。而這一天，陽光直射點距離北半球最遠，進而導致這一天的白晝時間最短，于是，這一天就是所謂的冬至日了。
至于在那樣一個沒有各式各樣的電子鐘表的年代，要怎么通過觀察日影的變化，確認當天的時間到底有沒有來到正午時分，這其實也是一件很簡單的事情，其中所蘊含的原理，和日晷是一樣的。