以地球自轉運動為基礎的時間單位。地球自轉反映為各種天體在天球上的周日視運動。根據天球上不同的參考點計量的地球自轉運動,就有各種各樣的日。真太陽日是真太陽在天球上連續兩次由東向西通過同一子午圈所需要的時間。真太陽除瞭周日視運動以外,還存在著不均勻的周年視運動,因而真太陽日的長度是不斷變化的。平太陽日是平太陽在天球上連續兩次由東向西通過同一子午圈所需要的時間。所謂平太陽是天球上一個假想的點,它在天赤道(見天球坐標系)上按真太陽在黃道上運動的平均速度均勻運動。日日常生活中的“日”,通常是以平太陽日的長度為基礎的。恒星日是春分點在天球上連續兩次由東向西通過同一子午圈所需要的時間。由於歲差和章動,恒星日有真恒星日和平恒星日兩種。前者受歲差和章動的影響,後者僅受歲差的影響。一平恒星日等於平太陽日23小時56分4.09054秒。某一恒星在天球上連續兩次由東向西通過同一子午圈所需要的時間,就是地球自轉的周期,它比一恒星日約長0.0084秒。實際上,地球自轉呈現出復雜的不均勻性,因此上述各種日的長度都相應地發生變化。