انقلاب زمستانی، یا انقلاب شتوی، در ستاره‌شناسی، نام لحظه‌ای است که خورشید از دید ناظر زمینی در بیش‌ترین فاصله زاویه‌ای با صفحه استوا در آنسوی نیم‌کره ناظر قرار دارد.
انقلاب زمستانی از دید ستاره‌شناسی آغاز زمستان است. پس از انقلاب شتوی طول روزها بلندتر می‌شود.
تقویم رسمی در ایران آغاز زمستان را روز اول دی می‌داند که ممکن است در سال‌هایی به اندازه یک روز از انقلاب شتوی جلوتر یا عقب‌تر باشد.
انقلاب شتوی منشا بسیاری از جشن‌ها و آئین‌های باستانی در فرهنگ‌ها و تمدن‌های بشری است. شب یلدا یا شب چله و حنوکا و کریسمس از جمله این مراسم است.طلوع خورشید انقلاب زمستانی در چهارتاقی نیاسر کاشان
شب یلدا یا شب چله از لحاظ نجومی اول زمستان و برابر با انقلاب زمستانی است. خورشید در حرکت سالیانه خود در اول زمستان در جنوبی ترین نقطه شرق طلوع کرده و در جنوبی ترین نقطه غرب غروب می کند و با کم شدن زاویه حرکتی خورشید در آسمان در این زمان ما شاهد بلندترین شب سال و کوتاه ترین روز سال هستیم چرا که مدار حرکت زمین با دایره البروج 23/5 درجه اختلاف دارد و در نقطه انقلاب زمستانی زمین به پایین ترین حد خود و بیشترین اختلاف با مدار دایره البروج می رسد که23/5 – درجه است ولی از انقلاب زمستانی و یا شب چله به بعد خورشید از جنوبی ترین نقطه شرق و غرب فاصله گرفته و کم کم به نقطه شرق و غرب نزدیک شده تا اعتدال بهاری‚ که البته در این زمان شب و روز برابر است .

در فرهنگ کهن و دیرینه ما ایرانیان و به خاطر اطلاع منجمین و اخترشناسان ایران باستان از این رویداد اختری (نجومی) از همان دوران باستان این شب را جشن گرفته و پاس می داشتند.
در کتاب نوروزنامه نوشته آقای رضا مرادی غیاث آبادی درباره آیین های این شب اینگونه نوشته شده است : ایرانیان در این شب و با آغاز بازگشت خورشید به سوی شمال شرق و افزایش طول روز در اندیشه و باورهای مردم باستان به عنوان زمان زایش یا تولد دگر باره خورشید دانسته می شده و آن را گرامی و فرخنده می داشتند . در گذشته آیین های در این هنگام برگزار می شده است که یکی از آنها جشنی شبانه و بیداری تا بامداد و تماشای طلوع خورشید تازه متولد شده است. جشنی که لازمه آن حضور کهنسالان و بزرگان خانواده به شمار کهنسالی خورشید در پایان پائیز بوده است و همچنین خوراکی های فراوان برای بیداری دراز مدت که همچون انار ‚ هندوانه و سنجد به رنگ سرخ خورشید باشند. بسیاری از ادیان نیز به شب چله مفهومی نجومی دادند . در آیین میترا (وبعد ها با نام کیش مهر) نخستین روز زمستان به نام ((خوره روز))‚ ((خورشید روز)) روز تولد مهر و نخستین روز سال به شمار می آمده است و امروزه کارکرد خود را در تقویم میلادی که ادامه گاهشماری میترایی است و حدود چهارصد سال پس از مبداء میلادی به وجود آمده ادامه می دهد . فرقه های گوناگون عیسوی با تفاوتهایی زادروز مسیح را در یکی از روزهای نزدیک به انقلاب زمستانی می دانند و همچنین جشن سال نو و کریسمس را همچون تقویم کهن سیستانی در این هنگام برگزار می کنند و به روایت بیرونی مبداء سالشماری تقویم کهن سیستانی از آغاز زمستان بوده و جالب اینکه نام نخستین ماه سال آنان کریست بوده است. منسوب داشتن میلاد به میلاد مسیح به قرون متاخرتر باز میگردد و پیش از آن چنانکه ابوریحان بیرونی در آثارالباقیه نقل کرده است منظور از میلاد‚ میلاد مهر یا خورشید است. نامگذاری نخستین ماه زمستان و سال نو به نام (دی) به معنای دادار(خداوند) از همان باورهای میترایی سرچشمه می گیرد.

نقطه ای از  دایرﺓ البروج که دارای بیشترین فاصله(در حدود بیست وسه درجه ونیم) ودر جنوب استوای سماوی است.زمانی که خورشید  به این نقطه می رسد برای ساکنان نیمکره شمالی دارای کمترین زاویه با افق بوده واین نشان دهنده آغاز فصل زمستان در نیمکره شمالی زمین می باشد.در این تاریخ ساکنان کره زمین که در منطقه راس الجدی زندگی می کنند خورشید را دقیقا" در بالای سر خود و در سر سو می بینند.

در اول پاییز طول شب و روز برابر است بعد از گذشت ایامی از پاییز ،طول شب به مرور بلند می شود تا اینکه در زمان انقلاب زمستانی طول شب به بیشینه رسیده و بعد از آن لحظه به بعد به مرور طول شب کم شده وطول روز بلند می شود.معنی انقلاب به این مفهوم است که در یک لحظه ناگهان طول شب بجای بلند شدن ،رو به کوتاه شدن می کند.

در انقلاب زمستانی کج شدگی محور چرخش زمین دقیقا" در سمت مخالف خورشید است.

در نیمکره جنوبی زمین شرایط کاملا" با نیمکره شمالی متفاوت است ،یعنی در انقلاب زمستانی ساکنان نیمکره جنوبی آغاز فصل تابستان را تجربه می کنند.

زمین در سمت راست در انقلاب زمستانی قرار دارد