地球绕自转轴自西向东的转动，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 4.167×10-3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，约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。
地球在自转时同时公转，自转一周需用23小时56分4秒，公转了约0.986度，按地球自转速度折合3分56秒，时间，自转加上公转用的时间共24小时。经度每隔15度，地方时相差一小时。地球自转还导致地球上任意方向水平运动的物体，都会与其运动的最初方向发生偏离。若以运动物体前进方向为准，北半球水平物体偏向右方，南半球偏向左方。