以恆星為參照物，地球自轉一週叫一個恆星日，長度為23時56分4秒，地球自轉的角度為360度，是地球自轉的週期。
地球在自轉的同時也公轉,地球自轉一週（23時56分4秒）,同時公轉了23時56分4秒,此時觀測點因公轉而處在晨線後。
地球繞太陽公轉的軌道是橢圓的,與太陽的平均距離為 1億4千9百57萬3000公里,轉一週需365.25天,公轉平均速度為每秒29.79公里.黃道與赤道交角為23度27分,因為有這個角度,自轉和公轉運動的結合產生了地球上的晝夜交替且長短不均、四季變化和五帶（熱帶、南北温帶和南北寒帶）的區分.地球自轉的速度是不均勻的,有長期變化、季節性變化和不規則變化.同時,由於日、月、行星的引力作用以及大氣、海洋和地球內部物質的各種作用,使地球自轉軸在空間和地球本體內的方向都要產生一些變化.
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