De acuerdo con cálculos del Observatorio Astronómico español, los inicios de las estaciones se definen como aquellos instantes en los que la Tierra se encuentra en una determinada posición en su órbita alrededor del Sol.
En el caso del otoño, esta posición es desde la que el centro del Sol, visto desde la Tierra, cruza el Ecuador celeste en su movimiento aparente hacia el sur.
En la tercera estación del año, además de que las hojas de los árboles se tornan de color marrón, para después caer, la duración del día y noche es similar, la cual es llamada como equinoccio de otoño.
Cuando en el hemisferio norte empieza el otoño, cuyo equinoccio que se espera suceda entre el 22 y 23 de setiembre, en el cono sur inicia la primavera.
En esta época del año donde la longitud del día se acorta, el Sol sale por las mañanas un minuto después que el día anterior. Por la tarde se pone un minuto antes.
Por lo anterior, al inicio del otoño, el tiempo en que el “astro rey” está por encima del horizonte se reduce en casi tres minutos cada día.
Durante todo el otoño serán visibles, tras la puesta de Sol, Marte y Saturno; en tanto, Júpiter se podrá apreciar hasta mediados de noviembre. En este otoño, a partir de noviembre, se apreciará Venus y Júpiter en diciembre.
La primera luna llena del otoño tendrá lugar el 25 de setiembre, la segunda el 24 de octubre y la última el 23 de noviembre.
Con el otoño también llegan las lluvias de meteoros, la primera de la estación es las Dracónidas, cuyo máximo se prevé sea el 8 de octubre. Las Leónidas, tendrán su punto máximo de observación el 17 de noviembre.
La lluvia más intensa del otoño suele ser la de las Gemínidas, cuyo máximo ocurre alrededor del 14 de diciembre.