L'ora della levata del Sole varia con la longitudine e, a causa della inclinazione dell'asse terrestre e dell'eccentricità orbitale, varia nel corso dell'anno e in proporzioni diverse a seconda della latitudine, dell'altitudine.
A causa della rifrazione dell' atmosfera terrestre, in realtà la levata si verifica prima che il bordo superiore del Sole raggiunga il piano dell' orizzonte. Convenzionalmente si stabilisce che la levata astronomica è il momento in cui il centro della stella si trova 50 minuti d'arco al di sotto dell' orizzonte ; solitamente questo si verifica quando il bordo della stella è 34 minuti d'arco sotto l' orizzonte stesso, tuttavia questo dipende anche dalle condizioni atmosferiche del luogo.Generalmente si ritiene che la levata del Sole si verifichi quando il bordo superiore della stella appare sopra l' orizzonte, tuttavia, le effemeridi mostrano l'ora durante il quale il centro del Sole attraversa l' orizzonte, che avviene solitamente in uno o due minuti. L'analemma può essere usare per predire l'ora approssimativa della levata del Sole.
Vicino all'equatore, i cambiamenti nell'ora del sorgere del sole riproducono quelli dell' equazione del tempo intorno ad un valore medio, oscillando di pochi minuti due volte l'anno: la levata diminuisce da metà febbraio a metà maggio e cresce fino a fine luglio per poi diminuire fino all'inizio di novembre e crescere fino a metà febbraio dell'anno successivo. Il sole sorge presto ai primi di novembre e più tardi all'inizio di febbraio, tuttavia il divario tra questi due periodi all'equatore è meno di mezz'ora.
Alle basse latitudini (14º parallelo), vi è un periodo (settembre nell'emisfero settentrionale, aprile nell'emisfero australe) durante il quale il Sole sorge circa alla stessa ora ogni giorno.
Alle medie latitudini, il sole sorge sempre più precocemente in inverno e in primavera.
