Czas jednego obrotu względem odległych gwiazd wynosi 23 godziny 56 minut i 4,1 sekundy. Okres ten nazywa się dobą gwiazdową. Na równiku prędkość liniowa wywołana obrotem Ziemi wynosi około 1674 km/h, zmniejsza się ona w miarę oddalania się od równika i na biegunach wynosi 0 km/godz. Ruch obrotowy Ziemi nie jest stały, ulega krótkookresowym wahaniom, cyklom rocznym oraz powolnym zmianom, w których przeważa zwalnianie.