冬季最寒冷的一段时间一般是出现在冬至之后。立冬后，表示进入了冬季，并不是进入冬季就意味着开始寒冷，因此时地表在下半年贮存的热量还有一定的能量，所以还不很冷。在民间有“十月小阳春”一说，“十月小阳春”即是指在孟冬期间出现的风和日丽、温暖舒适“小阳春”天气，所以，实际上初冬（孟冬）这时期一般不会很冷，但随着时间推移，冷空气频繁南下，气温逐渐下降。在冬天季节，所谓“冷在三九与四九”，冬至之前通常不会很冷，真正寒冬是在冬至之后，尤其是“三九天”、“四九天”。冬至交节时间在每年公历12月21－23日，以冬至逢壬日为起点推算“九九”八十一天，即是在公历3月下旬（春分前后）便“九尽桃花开”、“春深日暖”。由于中国幅员辽阔，各地的气候相差悬殊，并非全国各地都如此。

从冬天的冬至逢壬日算起（冬至后逢第一个壬日开始叫“交九”，意思是寒冷的开始），每九天九九三庚入伏，冬至逢壬数九”。一般“四九”时最冷，是一年中最冷的一段时间；到了“九九”时，便寒气尽消，春深日暖了。

“数九”的正确算法是从冬至后第一个壬日算起，故，“九”在每个年份中具体日期是不固定的，须视冬至后第一个壬日在哪一天而定。另有认为“数九”是从冬至这天算起的，从冬至这天算起那么每年“九”的具体时间是固定的，每个“九”都固定在冬至后第9天、第18天、第27天…。“数九”从冬至这天算起的算法是不太准确的。

“数九”最初的算法是从冬至后第一个壬日（指古代的“干支纪日法”中带有“壬”字头的那一天）算起，俗语云：“夏至三庚入伏，冬至逢壬数九。”由于比较麻烦，后来也有从冬至算起了。

“数九”是农耕社会的产物，历史悠久，在民间口口相传。它是古人世世代代在生产、生活实践基础上，利用自然界的一些生态反映和天气征兆的经验总结，具有相当大的科学性，仍对人民群众的生产、生活的安排起着指导作用，所以一直盛行不衰，广泛流传在人们的口头上，体现在人们的行为中。

随着历史发展，南北风俗文化融合，“数九”广泛流传，至迟在南北朝时期已经在北方地区流行，梁代宗懔《荆楚岁时记》中就写道：“俗用冬至日数及九九八十一日，为寒尽。”“数九歌”在南北各地都有，不过歌词版本略有不同。各地的人们根据各地不同的气候条件、景象特征、农事物候及风俗习惯，编排出了各种数九九的谚语、歌谣和顺口溜。

中国民间广为流传的“九九消寒歌”，俗称“九九歌”。数九歌谣版本很多。冬季“数九”时要唱《数九歌》，此歌多录当地民众惯习之物候气象，以记寒暑。《清嘉录》曾记载苏州一地歌云：“一九二九，相唤弗出手。三九廿七，篱头吹觱栗。四九三十六，夜眠如露宿。五九四十五，穷汉街头舞。不要舞，不要舞，还有春寒四十五。六九五十四，苍蝇垛屋栨。七九六十三，布衲两肩摊。八九七十二，猫狗躺渹地。九九八十一，穷汉受罪毕。刚要伸脚眠，蚊虫獦蚤出。”后来，人们按照各地的农事物候以及风俗习惯，编排出了更加顺口的“九九歌”，比如：“一九二九不出手；三九四九冰上走；五九六九沿河看柳；七九河开八九雁来；九九加一九，耕牛遍地走。”此外还有很多谚语，比如“春打六九头”，是说“立春”一般都在“六九”的第一天。

这些民谣和民谚琅琅上口，即使不识字的农夫农妇乃至孩童，也很容易记忆，具有帮助人们判断寒暑更迭、农耕时令的实用价值。