地球繞自轉軸自西向東的轉動，從北極點上空看呈逆時針旋轉，從南極點上空看呈順時針旋轉。地球自轉軸與黃道面成66.34度夾角，與赤道面垂直。地球自轉是地球的一種重要運動形式，自轉的均角速度為 4.167×10-3度/秒，在地球赤道上的自轉線速度為465米/秒。地球自轉一周耗時23小時56分，約每隔10年自轉周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。

地球在自轉時同時公轉，自轉一周需用23小時56分4秒，公轉了約0.986度，按地球自轉速度折合3分56秒，時間，自轉加上公轉用的時間共24小時。經度每隔15度，地方時相差一小時。

地球自轉還導致地球上任意方向水運動的物體，都會與其運動的最初方向發生偏離。若以運動物體前進方向為準，北半球水物體偏向右方，南半球偏向左方。