Astronomiczna jesień rozpoczyna się w momencie równonocy jesiennej i trwa do momentu przesilenia zimowego, co w przybliżeniu oznacza na półkuli północnej okres pomiędzy 23 września a 22 grudnia (czasami daty te wypadają dzień wcześniej lub dzień później, a w roku przestępnym mogą być dodatkowo cofnięte o jeden dzień). Podczas jesieni astronomicznej dzienna pora dnia jest krótsza od pory nocnej, a ponadto z każdą kolejną dobą dnia ubywa, a nocy przybywa.

Dla półkuli południowej wszystkie opisane daty i zjawiska są przesunięte o pół roku. Za miesiące jesienne na półkuli północnej uznaje się wrzesień, październik i listopad, a na południowej marzec, kwiecień i maj.