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三九天是指从冬至开始算起的第三个“九天”，也就是冬至后的第19-27天。
“三九”是指冬至后的第三个“九天”，即冬至后的第十九天到第二十七天。我国阴历有“九九”的说法，用来计算时令。
计算的方法是从冬天的冬至日算起（从冬至开始叫“交九”，意思是寒冷的开始），每九天为一“九”，第一个九天叫“一九”，第二个九天叫“二九”，依此类推，一直到“九九”，即到第九个九天，数满九九八十一天为止。
这时冬天已过完，春天来到了。一般“三九”时最冷。“冬至后第三个第九天”是指“三九九”，也是“三九”和“四九”相交之日，并非“三九”。
产生机理
在冬至时期，白天最短，太阳直射角度与地面夹角最小，单位面积的地面受到的日照强度最小，因此地面每天得到的太阳热量最少，地面日热量收支逆差尚未达到最大值。而在冬至以后，虽然白天日趋增长，但增长的速度却很缓慢，从冬至到“三九”这一时期。
平均每天只增长约一分钟，同时太阳直射角度与地面夹角增加也很缓慢，地面日热量收支仍处在逆差状况，所以继续失去热量，地温继续下降。地面总热量收支逆差在“四九”时段才达到最大值，也由于空气的温度主要受地温影响，这就导致了“三九、四九”时段气温最低。
另外，“三九”前后，西伯利亚地区的冷气团也发展到极为强盛的阶段，强冷空气的频频入侵也是造成气温低的原因之一。
