太阳从东方升起，在西方落下。由于地球自转，地球自西向东绕旋转轴旋转，平均角速度为每小时15度。在地球赤道，自转线速度为每秒465米。天空中的各种天体空都是地球自转的反映。

人们最早用地球自转作为测量时间的基准。20世纪以来，由于天文观测技术的发展，发现地球自转是不均匀的。1967年，国际原子时开始比地球自转更加精确和稳定。由于原子时的建立和采用，地球自转的各种变化相继被发现。

天文学家已经知道，地球的自转速度有长期的减慢、无规律的变化和周期性的变化。地球自转的周期性变化主要有年周期、月周期、半月周期和近周日、半周日周期。年周期变化，也称为季节变化，发现于20世纪30年代。结果表明，地球自转在春季减慢，秋季加快，有半年的周期变化。