太阳高度角、方位角可由当地纬度角、太阳赤纬角和时角确定，在纬度一定的情况下，可由时角与赤纬角确定高度角与方位角。因此，极轴式跟踪可以在保证跟踪精度的基础上，将太阳能板的椭圆跟踪轨迹转化为绕旋转轴（极轴）的旋转跟踪太阳平时角，以及俯仰角跟踪太阳赤纬角。
如图1所示，将太阳能板的旋转轴（极轴）调整至与地轴平行，其安装角即为当地纬度角Φ，此时可以通过极轴旋转抵消地球的自转。同时为保证太阳电池板能与太阳光垂直，使电池板与极轴夹角为太阳赤纬角δ。经过计算可以证明，极轴式跟踪一天之内太阳能板的俯仰角变化不大于0.4°。如图2所示，如按半月调节一次计算，光强减弱程度不足0.5%，故俯仰角可以周期性机械调节俯仰角，将二维运动转化为一维，可少使用一台电机，最大程度简化了系统的机械结构，降低了系统的制作与运行成本。
