Точного астрономического определения «белые ночи» нет. Их часто связывают со временем наступления гражданских (когда солнце не глубже 6° под горизонтом), навигационных (6 - 12°) и астрономических (12-18°) сумерек и с тем, прерываются ли в конкретном месте эти сумерки на более тёмные или нет. По мере приближения к летнему солнцестоянию ночи становятся светлее, достигая пика освещённости в ночь солнцестояния — 20 или 21 июня. Время наступления белых ночей и их продолжительность для разных мест неодинаковы и зависят от широты. Чем больше широта, тем белые ночи ярче и длиннее, пока не перейдут в полярный день.
На полюсах белая ночь наблюдается непрерывно 15—16 дней до восхода солнца и столько же после его захода. На Северном полюсе это периоды с 3 по 18 марта и с 26 сентября по 11 октября, на Южном — с 23 марта по 7 апреля и с 7 по 21 сентября. Разница в продолжительности белых ночей, полярного дня и полярной ночи на полюсах связана с тем, что местность в районе Южного полюса находится на высоте 2800 м над уровнем моря, а на Северном высота определяется уровнем Северного Ледовитого океана.
В широтах выше полярного круга белые ночи и «тёмные дни» (о них в конце) также можно наблюдать в городах за полярным кругом: Салехард, Мурманск, Норильск, Воркута, Нарьян-Мар — 3 недели до наступления полярного дня (полярной ночи) и столько же после его окончания. В этих городах белая ночь постепенно светлеет, пока солнце не перестаёт заходить за горизонт, и не наступает полярный день. Зимой же наоборот - день постепенно темнеет, пока солнце не перестаёт восходить из-под горизонта и не наступает полярная ночь.
В южной Карелии, в том числе на широте Петрозаводска, белые ночи начинаются в майские праздники и заканчиваются в середине августа. В Петрозаводске в пик белых ночей не включается освещение на улицах. Становится настолько светло, что можно легко обходиться без искусственного освещения.
В Санкт-Петербурге существует «официальный» период белых ночей: с 11 июня по 2 июля. Но многие петербуржцы считают началом белых ночей 25-26 мая, а концом — 16-17 июля. В указанный период солнце на широте Петербурга ночью опускается за горизонт не более чем на 9°. Если считать по навигационным сумеркам, когда солнце не опускается глубже 12 градусов под горизонт, то этот период на широте Петербурга длится с 11 мая по 31 июля. Уличное освещение в Петербурге в период белых ночей включается ночью на непродолжительное время.
В более низких широтах (58 и ниже) ночи часто называют уже не белыми, а светлыми - они не такие яркие, как на широтах в районе 60°.
Например, на широте Москвы в местную полночь наблюдатель заметит лишь небольшое посветление неба в стороне солнца (при ясной погоде), при этом на освещённость неба будет больше влиять искусственное освещение от большого города, чем от солнца.
Наконец, южнее примерно 48° с.ш. в истинную полночь во время летнего солнцестояния нельзя увидеть или зафиксировать ни малейших сумерек. Именно такие тёмные летние ночи иногда называют "южными".
В дни, близкие к зимнему солнцестоянию, в высоких широтах наблюдается обратное явление – тёмные дни, когда солнце в течение дня не поднимается высоко над горизонтом, чтобы создать нормальное освещение.
Такой день, особенно в пасмурную погоду, больше напоминает сумерки, автомобили ездят с включёнными фарами. Ситуация усугубляется тем, что в это время года в Петербурге преобладает пасмурная погода, из-за которой естественная освещённость ещё меньше.
Визуально рассвет может плавно сливается с закатом. Как и у белых ночей, у тёмных дней нет чёткого астрономического определения. Если опять же брать за основу полуденную высоту солнца над горизонтом не более 9°, то на широте, например, Петербурга они будут длиться с 27 ноября по 15 января.
Соответственно, чем южнее зимой вы находитесь, тем выше будет полуденное солнце, а значит будет светлее день и короче ночь :)