“数九”是指从冬至算起，每九天算一“九”，一直数到“九九”八十一天，所以也就有了“数九寒天”的说法。历史上，忙碌了一年的人们，在寒冷的冬季休养生息，期待春暖花开的到来，“数九”消寒就成了民间习俗中的一件乐事，除了口耳相传、各地版本略有不同的“九九歌”，还有以书法、绘画等形式流传下来的“九九消寒图”等。根据近30年的平均气温统计，我国有近八成的地区气温最低时段出现在“三九”“四九”。其中，北方地区大部在“三九”进入一年中最冷的时候。
这是因为，冬至时节，大地尚有“余热”。冬至时，太阳光直射南回归线，北半球太阳高度角最小，这让冬至成为北半球白昼最短、黑夜最长的一天。此时，我国所处的北半球地表接收到的太阳辐射能量弱，因此气温较低。
冬至之后，虽然太阳高度角开始逐渐升高，白天的时长也逐渐增加，但地表每天散失的热量大于接收的太阳辐射。这种能量上入不敷出的状况将持续到“三九”“四九”，这时，地表的热量收支才接近平衡，地表整体“积热”最少，对于我国很多地方来说，全年最低气温通常出现在此时。
不过，我国幅员辽阔，不同地区气候差异明显，不同区域最冷的时段并不完全相同。江南东部、华南大部等地在“四九”更冷一些。云南、西藏东南部等地，可能在冬至之后就进入一年当中气温最低的时段。而在我国东南沿海和海南岛等地，气温最低的时段可能出现在“五九”。
数九寒天，大部分地区的植物进入休眠期，落叶树的叶子脱落，一些动物开始冬眠。而人们并不会闲着，在农业方面，北方地区正好利用耕地间歇期开展农田水利工程的建设，进行清沟排水、耕翻土壤等工作，增强耕地的蓄水保水能力，并消灭越冬害虫。在南方地区，人们也需认真做好越冬作物的防寒等工作，保证作物安全越冬
