Trecerea în anotimpul toamna din punct de vedere astronomic este marcată de echinocțiul de toamnă, moment în care ziua este egală cu noaptea în orice loc de pe Pământ. Există două astfel de fenomene: echinocțiul de primăvară și echinocțiul de toamnă.
În 2017, în emisfera nordică acest fenomen astronomic are loc la 22 septembrie. La latitudinile țării noastre, în zile din preajma acestei date, Soarele va culmina la amiază la o înălțime medie de 45°, ceea ce reprezintă jumătatea distanței unghiulare dintre zenit și orizont. Echinocțiul de toamnă se produce la 23 h 01 m (timp legal românesc), potrivit site-ului www.astro-urseanu.ro.
Echinocțiul de toamnă are loc când Soarele traversează Ecuatorul din emisfera nordică în cea sudică. În emisfera nordică, echinocțiul de toamnă are loc în momentul în care longitudinea aparentă a Soarelui este de 180 grade. În această zi, în emisfera australă începe primăvara.
De la un an la altul, fenomenul nu se produce la aceeași dată datorită faptului că anul calendaristic nu este egal cu cel tropic. De când a fost alcătuit calendarul gregorian (1582), echinocțiul de toamnă s-a produs în zilele de 21, 22, 23 sau 24 septembrie, mai des însă la 22 sau 23 septembrie.
După producerea acestui fenomen astronomic, orele de lumină vor începe să scadă, până la solstițiul de iarnă, de la 21 decembrie.
Cele două puncte de pe ecliptică în care se află Soarele în momentul echinocțiului se numesc puncte echinocțiale, fiind denumite punctul vernal și, respectiv, punctul autumnal. Cuvântul „echinocțiu” derivă din cuvântul francez „équinoxe”, care, la rândul lui provine din latinescul „aequinoctium”, format din „aequus” — „egal” și „nox”, „noctis” — „noapte”.
Calendarul popular păstrează în zona echinocțiului de toamnă amintirea unui străvechi început de an, marcat de moartea și renașterea Zeiței Mumă, de origine neolitică, peste care părinții bisericii creștine au suprapus moartea, numită Adormirea, și nașterea Fecioarei Maria. Importanța sărbătorii care deschide ciclul de înnoire a timpului la echinocțiul de toamnă, Sântămărie Mare, este subliniată de postul de două săptămâni care o prefațează (1-14 august), de pelerinajele organizate la mănăstirile cu același haram, de deschiderea unui important sezon de nunți (16 august — 14 noiembrie), de începerea târgurilor și iarmaroacelor de toamnă, de praznicele de pomenire a morților și de pomenile date pentru cei în viață etc.
După aproximativ un ciclu lunar de la moartea Fecioarei, creștinii îi celebrează nașterea. Unele obiceiuri ale sărbătorii a fost preluate de următoare sărbătoarea din calendarul creștin, Înălțarea Sfintei Cruci (14 septembrie). La aceste sărbători, hotar între vara și iarna anului agrar, se desfășoară numeroase practici cultice, profilactice și economice (observații astronomice și pronosticuri meteorologice, culegerea plantelor de leac și altele), potrivit etnologului Ion Ghinoiu (volumul ”Zile și mituri. Calendarul țăranului român”, 2000).