По количеству поступающей на землю от Солнца энергии равноденствия должны быть серединой соответствующих сезонов. Но задержка в изменении температуры (вызванная физическими свойствами воды и земли) задерживает климатические сезоны относительно астрономических. Температурная задержка изменяется в зависимости от конкретного места, поэтому в одних культурах осеннее равноденствие расценивается как середина осени, а в других — как начало осени.
До XVIII века в Московском государстве осень (есень) продолжалась от 23 сентября до Рождества Христова — то есть до 25 декабря. В каждом времени года считалось по 91 дню и по полчетверти часа.
В старинных пасхалиях осень описывалась следующим образом:
Осень подобно жене уже старе и многочадне, овогда дряхлующи и сетующи, овогда же радующися и веселящися, рекше иногда скудота плод земных и глад человекам, а иногда весела сущи, рекше ведрена и обильна плодом всем и тиха и безмятежна; в ней жизнь человека.
В 1348 году состоялся Собор в Москве, на котором положено начинать год с сентября, а не с марта. С XV века новый год начинался 1 сентября, сведения о праздновании Нового года появляются с конца XV века. «Парижский словарь московитов» (XVI век) сохранил русское название новогоднего праздника: Первый день во году.
В Ирландии, согласно национальной метеорологической службе (Met Eireann), осенними месяцами являются сентябрь, октябрь и ноябрь.Однако в Ирландском календаре, который базируется на древних кельтских традициях, осенними считаются август, сентябрь и октябрь.

В средних широтах Европейской России осень можно условно разделить на пять подсезонов.
1 подсезон — начало осени (длится с конца августа до второй половины сентября). Начинается с появления первых жёлтых прядей в кронах берёз, лип и вязов, а заканчивается он тогда, когда число расцвеченных и зелёных листьев становится примерно равным. В лесах появляются опенки, а в воздухе — летающая паутина, тенетник. Продолжает охлаждаться вода, но в больших водоёмах это происходит неравномерно, начиная с верхнего уровня.
2 подсезон — золотая осень (конец сентября — середина октября). В течение него листва на деревьях всё сильнее желтеет — хлорофилл прекращает свою работу. Кочевые птицы, живущие на севере, начинают откочёвывать к югу. Все холоднокровные животные из-за низких температур впадают в анабиоз.
3 подсезон — глубокая осень (вторая половина октября — начало ноября). Этот период характерен в первую очередь отлётом перелётных птиц. Птицы отлетают постепенно, реагируя на снижение среднесуточной температуры. В этот период включается отопление — в городах начинается отопительный сезон. Быстро охлаждаются приземный воздух и вода, обитатели которых проявляют всё меньше активности. Возможен первый снег.
4 подсезон — предзимье (первая половина ноября). Этот предпоследний осенний подсезон, характерной особенностью которого является листопад. Ночные заморозки становятся постоянными, и при переходе температуры через 0 вода в черенке листа замерзает, и он обламывется — листопадный лес остаётся в итоге без листьев. В предзимье начинается ледостав на водоёмах, выпадает снег, однако ещё не ложится.
5 подсезон — первозимье (вторая половина ноября — начало декабря). Является подсезоном устойчивых снегопадов и формирования временного снежного покрова, первых дневных морозов. Средняя температура начинает переходить через нулевую отметку. Начинаются первые метели. Завершается первозимье переходом в полноценную зиму после формирования постоянного снежного покрова, и установкой климатической зимы.

Осенью, в преддверии зимы и заморозков, у листопадных растений (деревьев, кустарников) листья меняют цвет, опадают, вскоре деревья остаются голыми (без листьев), также желтеет трава.

Несмотря на то, что цветовые изменения листьев наблюдаются везде, где есть листопадные деревья, это явление считается наиболее красивым в двух регионах мира: на большей части Канады и США, а также в Восточной Азии, включая Китай, Корею и Японию.
Восточная Канада и Новая Англия наиболее знамениты яркими цветами осенних листьев, что привлекает большое количество туристов (приносящих миллиарды долларов) в эти регионы.