Vertikalna sončna ura kaže tedaj, če se časovni kot Sonca (kot med zenitom, točko na nebesnem polu in soncem) nahaja v določenih mejah. Maksimalen interval kazanja sončne ure je odvisen od orientacije (azimuta) stene, od geografske širine, kjer je sončna ura postavljena in od deklinacije Sonca. Zaradi slednje se meji spreminjata tudi čez leto.
Spodnja slika prikazuje sonce in horizontno ravnino na zemeljski točki poljubne geografske širine (Φ). Večji kot je solarni azimutni kot (A), dlje časa je lahko vertikalna stena osvetljena. Idealna postavitev sončne ure je torej v smeri vzhod-zahod. Drugi pomemben kot, na katerega pa pri postavitvi vertikalne sončne ure nimamo vpliva, je višinski solarni kot (B). Ta kot je pravokotna projekcija Sonca na horizontno ravnino. Vzid sonca na zemeljski točki poljubne geografske širine je torej odvisen od prehoda sonca čez horizont ravnine. Kot (B) pa se dejansko razlikuje od višinskega kota (B2) na dan ekvinokcija za +-23.45°. Na severni polobli nam navidezen pomik sonca proti severu (ob poletnem solsticiju) dejansko zmanjšuje najzgodnejšo in najpoznejšo uro, ki jo lahko odčitamo na sončni uri, kljub temu, da je dan dejansko najdaljši v letu. Zakaj je temu tako, si poglejmo še sliko na naslednjem poglavju.
Spodnja slika prikazuje vpadne sončne žarke na našo vertikalno sončno uro. Hitro vidimo, da padajo žarki ob poletnem solsticiju najstrmeje na vertikalno sončno uro. Celotna tirnica navideznega gibanja sonca je v tem času najvišje na nebu. Sonce v tem času torej tudi vzide in zaide navidezno višje kot pa ob času ekvinokcijev. V smislu lomljenja žarkov to predstavlja fizikalni problem ravno za najzgodnejše in najpoznejše ure na številčnici, ki so definirane najdlje levo in desno od centra ure. Kljub temu pa je sonce ob poletnem solsticiju ob prehodu stene hitreje nad horizontom, kot v času negativnih deklinacij (od septembra do marca).
Na zavihku točnost izveste vse o točnosti sončne ure.
