地球自转一周需要23小时56分钟，即自转周期，称为一天。由于观测期间使用的参考点不同，有恒星日(23小时56分4秒)和太阳日(24小时)。地球自转是不均匀的，有季节变化，有长期变化，也有不规则变化。比如地球自转的长期变化使自转速度变慢，但这种变化并不显著，每天的长度每100年增加1 ~ 2毫秒。地球自转的季节变化每年3 ~ 4月最慢，8月最快，但季节日变化小于0.5 ~ 0.6毫秒。