地球自转是地球绕地轴自西向东的运动方式，从北极点上空看呈逆时针旋转，从南极点上空看呈顺时针旋转。地球自转轴与黄道面成66.34度夹角，与赤道面垂直。地球自转是地球的一种重要运动形式，自转的平均角速度为7.292×10弧度/秒，在地球赤道上的自转线速度为465米/秒。地球自转一周耗时23小时56分。
地球在自转时同时绕太阳公转，地球自转一周需要23小时56分4秒，地球公转一周需要365天5时48分46秒。在天文学上，将通常的一天称为一个太阳日，将地球自转一周称为一个恒星日。我们每天经历的昼夜更替，看到的日月星辰的东升西落，都是地球自转所产生的地理现象。
自转速度的变化20世纪初以后，天文学的一项重要发现是，确认地球自转速度是不均匀的。首先是长期减慢，这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1～2毫秒（约合每35,000年增长1秒），使以地球自转周期为基准所计量的时间，2000年来累计慢了2个多小时。
其次是周期性变化，20世纪50年代从天文测时的分析发现，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快，此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20～25毫秒，主要是由风的季节性变化引起的。
还有不规则变化。地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。地球自转减慢还与人类的活动有很大的关系，特别是人造地球卫星的发射，其反作用力让地球自转直接变慢，根据动量守恒的原理，这种因素应该是造成地球自转变慢的最主要原因了。
