自格林威治天文台起，按一天24h将地球表面划分成24个时区。当由西向东飞行时，会出现"时相前移(phaseadvance)"，即体内生物钟慢于环境时钟，睡眠一觉醒节律被要求缩短；而由东向西飞行时，则会出现"时相后移(phasedelay)"，即体内生物钟快于环境时钟，睡眠一觉醒节律被要求延长。一般说，跨4、5个时区以上的飞行以后，人的内在昼夜节律就会与所处时区的明暗周期失去同步化，从而出现时差变化综合征。我们现在知道时差变化综合征主要是由于生物节律不能、对授时因子的定时突然转换作出调整而引起：的。由于一系列原因，该系统试图保持稳定，抵制暂时性变化。结果，彻底的调整要推迟到到达目的地几天之后。
时差问题可以分为3种情况：外在失同步、内在失同步和睡眠丧失。外在失同步是原发的，是指旅行者的内在生物节律不再与外在的授时因子同步。换句话说，内在时钟或快、或慢于外在时钟，当持续暴露于新授时因子时，旅行者的内在生物节律能够逐渐调整，最终与外在的授时因子完全同步，而使得时差问题获得彻底解决。内在失同步是指构成人类生物节律系统的众多日常节律失去内在联系。正常情况下，当生活在家中时，这一系统就像一曲和谐的交响乐，每个节奏并不同时升与降，而是与其他节奏相和谐地出现在设定的时间。这种内在性同步在跨子午线飞行后不再存在，因为不是所有的节奏重新一起同步。不同的节奏以不同的速度向新时区调整，有快有慢。因此，时差问题中的外在失同步在刚刚到达目的地时最大，而内在失同步直至身体开始调整时才出现。结果，乘客体验到的时差是两种失同步症状的综合表现，即其节奏与环境之间以及节奏与节奏之间互相不协调。时差问题中的第三种情况是前两种失同步的混合效应所引起的睡眠丧失。尽管实验证据已经证实外在失同步是主要原因，但旅行者由于胃肠道不适、夜尿或头痛而难以入睡或睡眠维持困难也屡见不鲜。这些意外的干扰很可能反映了内在失同步的整体影响。
