籠統(tǒng)地說地球自轉(zhuǎn)的周期是1日.地球自轉(zhuǎn)周期的度量,需要在地外的天空找一個(gè)超然于地球自轉(zhuǎn)的參考點(diǎn).按參考點(diǎn)的不同,天文上的日的長度有三種,它們是恒星日、太陽日和太陰日,分別以春分點(diǎn)、太陽和月球?yàn)閰⒖键c(diǎn).通常所說的1日（一晝夜）是指太陽日.
天球周日運(yùn)動是地球自轉(zhuǎn)的反映.因此,地球自轉(zhuǎn)周期可以從天體周日運(yùn)動的周期來測定.恒星日是指同一恒星連續(xù)兩次在同地中天的周期.同理,太陽日就是太陽連續(xù)兩次在同地中天所需的時(shí)間；太陰日則是月球連續(xù)兩次在同地中天所經(jīng)歷的時(shí)間.
以上三個(gè)周期中,只有恒星日是地球自轉(zhuǎn)的真正周期,即地球自轉(zhuǎn)360°所經(jīng)歷的時(shí)間,因?yàn)楹阈峭ǔ１灰暈樘烨蛏系亩c(diǎn).應(yīng)當(dāng)指出,天文上用來定義恒星日的,不是具體的某個(gè)恒星,而是春分點(diǎn).這是由于恒星日是同恒星時(shí)相聯(lián)系的,而恒星時(shí)是以春分點(diǎn)作為量時(shí)天體的.恒星時(shí)就是春分點(diǎn)的時(shí)角.為了同這些情況相適應(yīng),用來定義恒星日的只能是春分點(diǎn).如考慮到地軸進(jìn)動或春分點(diǎn)西退,那么,恒星日與地球自轉(zhuǎn)周期,也還存在細(xì)微的差別.
同恒星相比較,太陽和月球都不是天球上的定點(diǎn).它們除了參與天球周日運(yùn)動（向西）外,還有各自的巡天運(yùn)動（向東）,因而太陽日和太陰日都不是地球自轉(zhuǎn)的真正周期.太陽和月球在天球上向東運(yùn)行,意味著它們的赤經(jīng)持續(xù)遞增（赤經(jīng)向東度量）.我們在講述第二赤道坐標(biāo)系時(shí)曾著重指出,天體中天時(shí)刻按其赤經(jīng)次序而定.赤經(jīng)增大,中天時(shí)刻就推遲到來,使連續(xù)兩次中天的時(shí)間間隔增長.因此,太陽日和太陰日都要長于恒星日.
太陽日和太陰日之間的互不相同,是因?yàn)槎呔哂胁煌乃俣?太陽周年運(yùn)動是地球公轉(zhuǎn)的反映,其速度是每太陽日約59′；月球的巡天運(yùn)動是它本身繞轉(zhuǎn)地球,其速度是每太陰日 13°38′（或每太陽日 13°10′）.在1個(gè)太陽日期間,地球自轉(zhuǎn)不是真正的一周,而是360°59′；在1個(gè)大陰日期間,地球自轉(zhuǎn)不是360°,而是373°38′.如果以恒星日的長度來分24小時(shí)（恒星小時(shí)）,那么,太陽日的長度是24時(shí)04分,太陰日長度是24時(shí)54分.但在日常生活中,人們總是以24小時(shí)表示太陽日的長度,在這種情形下,恒星日長度為23時(shí)56分；太陰日長度則為24時(shí)50