从物理学角度看，地球自西向东自转，表面任一点的线速度随纬度变化：赤道地区约1670公里/小时，纬度越高速度越慢。当观察者以超过当地地球自转线速度的速度向东运动时，太阳便会呈现西升东落的现象。
乘坐超音速飞机是最可行的方式。在赤道上空，若飞机以2000公里/小时以上的速度向东飞行，机上乘客会看到太阳从西方地平线升起，逐渐划过天空后从东方落下。在高纬度地区，如北纬60度，地球自转线速度约837公里/小时，普通喷气式客机时速800-1000公里即可实现这一效果。 航天飞行器也能提供类似视角。国际空间站以2.8万公里/小时的速度绕地飞行，宇航员每90分钟就能看到一次日出日落，当飞行方向与地球自转方向一致时，太阳便会呈现西升东落的轨迹。此外，在极地地区的特殊情况下，如极昼期间，若观察者乘坐快速向东行驶的车辆，当速度超过地球自转线速度时，也可能短暂观察到太阳西升东落的现象。这种现象本质是观察者运动速度与地球自转速度叠加产生的相对时空变化。
实现这一现象的核心条件始终是：观察者向东运动的速度必须大于所处纬度的地球自转线速度。这种视觉奇观印证了运动的相对性原理，也让人们更直观地理地球自转与天体运行的关系。