旋转动能
在旋转系裡，转动惯量formula_3代替了质量formula_6的角色；角速度formula_2代替了直线速度formula_8的角色。地球的自转周期大约是23.93小时。它的角速度是7.29×10 rad·s。假设地球形状是完美的球形，它的质量密度非常的均匀。那麼，它的转动惯量是formula_3 = 9.72×10 kg·m。因此，它拥有旋转动能2.58×10焦耳。
地球
地球大致呈椭球形。地球自转的效應使得沿贯穿两极的地轴方向稍扁，赤道附近略有隆起。從地心出發，地球赤道半径比极半径高了。因此，地球表面离地球質心最远之处並非海拔最高的珠穆朗瑪峰，而是位於赤道上的厄瓜多尔钦博拉索山的山峰。地球的参考椭球体平均直径约为，约等于(40,000 km)/π，这个整数并非巧合，而是因为长度单位米的最初定义是经过法国巴黎的经线上赤道与北极点距离的一千万分之一。
地球定向参数
地球定向参数（Earth Orientation Parameters，EOP）是为了描述地球自转运动规律的一组参数。由于受到日、月等天体的影响，地球自转是不规律的，存在多种短周期变化和长期变化。其中，把岁差和章动、极移、日长变化这三种变化称为地球定向参数。
回归年
回歸年，地球圍繞太陽公轉＜360°。因回歸年比恒星年短20分24秒，經過計算，地球在20分24秒的時間裏，地球圍繞太陽少公轉約50.260角秒，所以回歸年地球圍繞太陽公轉的角度是；360°—50.260角秒=359度59分9角秒740毫角秒。
北纬42度线
地球在這個緯度的自轉速率約等於音速。
转动
我們的太陽系中多數行星包括地球，繞太陽運動時自轉方向皆與公轉方向相同，但金星和天王星例外，目前的推測是天王星一開始的自轉方向也與其他行星相同，但在宇宙早期遭到側面的撞擊而使自轉軸翻轉，而金星則被認為是緩慢的向後旋轉（或上下倒置），另外矮行星冥王星（原被視為行星）則為不同於上述情形的異常情況。
米蘭科維奇循環
地球的軌道是橢圓形，而離心率是測量橢圓與圓形的偏差。地球軌道的形狀在接近圓形（低離心率的0.005）到輕度的橢圓（高離心率的0.058）之間變化，平均的離心率是0.028，此變化的主要週期是413,000年（離心率改變±0.012）。其它較主要的週期是是95,000年和125,000年（聯結的週期是400,000年），而分異鬆散的週期是100,000年)。目前的離心率是0.0167。
土星
土星和太陽的平均距離超過了1 400 000 000 公里（9天文單位），軌道上运行的平均速度是9.69 公里/秒，所以土星上的一年（即土星繞太陽公轉一周）相当于10 759个地球日（或是29.4571地球年）。土星的橢圓軌道相對於地球軌道平面的傾角為2.48°，因為離心率為0.056，因此土星與太陽在近日點和遠日點（行星在軌道路徑上與太陽最近和最遠的兩個點）之間的距離變化大約為155 000 000 公里。
天倉五
此處"v"是在赤道上的速度，"i"是自轉軸相對於觀測者的傾角。對一顆典型的G8型恆星，自轉速度大約是2.5 公里/秒。測量到的自轉速度非常低，顯示天倉五的自轉軸幾乎是朝向位於地球上的觀測者。
太陽位置
除了前述太陽視位置週年性的南北振盪，對應於緯度的變化之外，在東西方向上也有規模較小但更複雜的振盪。這是由於地球自轉軸的傾斜和繞太陽的軌道是橢圓造成運動速度的變化。這種東西向的振盪對事件的主要影響，像是日出和日落事件的時間，以及讀取的日晷時間和鐘錶顯示的地方平時。如圖所示，日晷的時間會相較於鐘錶會有16分鐘的快慢起伏。由於地球的自轉平均每四分鐘轉一度，相對於太陽，這16分鐘大約向東或向西移動了四度，相較於平均位置有了明顯的移動。向西的移動會導致日晷的時間領先於時鐘。
地球靜止軌道
静止轨道上的航天器受到日月引力和地球扁率的叠加影响，导致其轨道平面不断发生进动。轨道进动周期约为53年，倾角的初始变化率约为0.85°/年，这导致每过26.5年倾角达到最大值15°。为了修正这项轨道摄动，航天器需要进行定期的轨道保持机动，每年用于修正倾角的总速度增量大约为50m/s。
潮汐加速
月球和地球的潮汐隆起之間造成的引力扭矩造成月球提升它的軌道，而地球會降低它的自轉速度。在任何一個獨立的物理系統內，能量和角動量是守恆的。 實務上，地球自轉的能量和角動量會轉移到月球的軌道運動（然而，大部分的地球自轉能量損失都轉換成熱能，只有1/30轉移給月球）。月球遠離地球，所以它在地球的中的位能會增加。它停留在軌道上，並且遵守克卜勒第三定律，因此潮汐作用確實會使月球跨越天球的運動速度降低。雖然它的動能減少了，但是位能增加的數值更多。潮汐力在月球的運動方向上有一個分力，因此會增加它的能量，但是地球引力在非潮汐部分的拉力（在平均上）輕微的遲緩了月球運動（在平均上有輕微向外的速度），所以最終的結果是月球減慢了。月球的軌道角動量增加。
西蒙·紐康
在1891年賽斯·卡羅·錢德勒提出了地球自轉軸的14個月周期，也就是錢德勒擺動的數個月後，紐康對於理論值和觀測值差異的原因提出解釋。錢德勒擺動假設地球是完美的剛體，但是地球稍微有一些彈性。紐康利用了觀測到的擺動造成的緯度變化估算地球的彈性，發現地球的剛性稍高於鋼。
2004年印度洋大地震
不過在南亞大地震所釋放出的能量對地球自轉所造成的影響是其微的，雖然都沒有精確的數據，但是在理論模型上，南亞大地震卻很有可能讓地球上的1天縮短了有3微秒。而且月球的潮汐作用每年又讓地球1天增長為15µs，所以南亞大地震對地球的自轉影響很快就可以抵消。另1方面稱南亞大地震也很有可能導致了地軸搖擺有2.5公分（1英寸）。而原本的錢德勒搖擺有的時候還可以達到為15公尺。南亞大地震讓整個地球產生為1公分的震動。
宇宙速度
由於地球表面存在稠密的大氣層，航天器受空氣阻力影響，不可能貼近地球表面作圓周運動，必須在約150公里的飛行高度上才能作圓周運動（在這高度的僅餘空氣阻力大致略去不計）。在此高度的環繞速度為7.8公里/秒。
自轉週期
地球相對於固定恆星的自轉週期稱為恆星日（stellar day），由國際地球自轉服務（IERS）確定其長度為 秒平太陽時（UT1）。 地球的自轉週期相對於歲差或平春分點的移動，被誤稱為恆星日（sidereal day），是 秒的平太陽時（UT1），因而sidereal day比stellar day短了大約8.4 ms.。1623年至2005年和1962年至2005年的平太陽日在國際單位制秒的長度，可以參考IERS的資料。最近 （1999年至2005年）平太陽日的平均年度長度，超過國際單位制的86,400秒約在0.3ms和1ms之間。必須在sidereal day和stellar day添加4秒，才能獲得平太陽日的長度。
地球自转
由于黄赤交角的存在，使得日月经常在赤道面以外对赤道隆起施加引力。这样上述引力差就成为一个力矩，使得地轴趋近黄轴，天极趋近黄极。
本地靜止標準
本地靜止標準（LSR）是天文學以銀河系在太陽附近物質的平均運動設置的參考座標。但這些物質的路徑不是正圓形的。太陽遵循的路徑稱為太陽圓 (離心率 "e" < 0.1 )，當從銀河北極的方向鳥瞰時是順時針方向，速率大約是220km/s，相對於接近銀河中心人馬座A*的軌道半徑大約是8,000秒差距，相對於本地靜止標準只有微量朝向太陽向點的運動。本地靜止標準的速度在各處是從202–241km/s。
天樽二
天樽二是一颗F0 IV型的次巨星， 视星等为+3.53。天文学家对其视差的测量值为53.94 ± 0.66角分，据此计算出它距离地球约60.5光年（18.5秒差距）。 天樽二的质量是太阳质量的1.57倍， 自转速度很快，速度为129.7 km/s。 据估计它的年龄约为16亿年。 表面温度约为6900K。
YORP效應
一段長时间后，物體將改變傾角和轉動速率，可能是隨機漂移、渾沌或規則的，這取決於好幾個因素。以小行星(951) Gaspra为例，假設太陽仍位于它的赤道面上，直徑大約6公里和半長軸2.21AU，自轉週期將在2億4000萬年中從12小時成為6小時。如果(243) Ida有著和(951) Gaspra相同的半徑和軌道值，它的旋轉也將向下或向上加速兩倍；而有著Phobos形狀的天體，將花費數十億年改變相同程度的自轉變化。
地球
相對於恆星背景，月球和地球每27.32天繞行彼此的質心公轉一圈。由於地月系统共同繞太陽公轉，相邻两次朔的间隔，即朔望月的週期，平均是29.53天。從天球北極看，月球環繞地球的公轉以及它們的自轉都是逆時針方向。從超越地球和太陽北極的制高點看，地球也是以逆時針方向環繞著太陽公轉，但公轉軌道面（即黃道）和地球赤道并不重合——黄道面和赤道面呈现23.439281°（约23°26'）的夹角，该角也是自转轴和公转轴的夹角，被称为轨道倾角、转轴倾角或黄赤交角。而月球繞地球公轉的軌道平面（白道）与黄道夹角5.1°。沒有這些傾斜，每月就會有一次日食和一次月食交替發生。
PSR B1937+21
当贝克等人在1982年11月报告他们的发现时，他们指出PSR B1937+21的自转周期正在变慢，每秒钟减速3秒。由于脉冲星靠消耗自转能而弥补辐射出去的能量，因而自转会逐渐放慢。他们使用最初观测到数据，并假定脉冲星的自转一周的极限为0.5毫秒，得出PSR B1937+21的最大年龄约为750岁。之所以选择0.5毫秒做为脉冲星的自转最快极限，是因为这种情况下，脉冲星旋转的离心力和其自身重力是相等的，超过这个极限，脉冲星的固体外壳就会因承受不了离心力而破碎，其具体数值取决于采用哪个中子星状态方程，不同的方程算出的脉冲星自转最快极限值不同，但都在0.3至1毫秒之间，即频率为1000-3000赫兹。可能有一些机制如重力波等阻止脉冲星的自转到达这个极限。
火星
火星日平均為24小時39分35.244秒，或1.027地球日。火星目前自轉軸傾角為25.19度，和地球的相近，但可在13度至40度間變化，週期为一千多萬年，不像地球的穩定處於22.1和24.5度間，是因為火星沒有如月球般的巨大衛星來維持自轉軸。由于沒有大衛星的潮汐作用，火星自轉週期變化小，不像地球的會被慢慢拉長。
均時差
地球繞著太陽公轉，看起來就像太陽繞著地球每年轉一圈。如果太陽是在天球赤道上以等速運轉，那麼它會很準確的在每日的12點整中天，並且是理想的守時者。但是地球的軌道是橢圓的，因此依據克卜勒行星運動定律，太陽看起來在經過近日點附近時（現在大約在每年的1月3日）移動的比較快，而在半年後經過遠日點附近時，移動的比較慢。在最極端的狀況下，這種作用會使一日增加（或減少）7.9秒，這是逐日累加的。結果是地球軌道的離心率對均時差呈現正弦波函數的變化，在一年的週期中有7.66分的震盪。零點的位置在近日點（一月初）和遠日點（七月初），最大值落在四月初（正值）和十月初（負值）。
木卫四
木卫四和大部分的卫星一样，都是一颗同步自转卫星，表示該衛星的自转周期等於公转周期（约为16.7个地球日）。木衛四轨道离心率很小，轨道倾角也很小，接近木星赤道，同时太阳與木星引力摄动對於轨道离心率和倾角会出現数百年的周期函数現象，变化范围分别为0.0072－0.0076和0.20－0.60°。这种轨道变化使转轴倾角变化幅度介于0.4－1.6°之间。
古希臘天文學
针对这些缺陷，阿波罗尼奥斯（约前 262—约前 190）提出了两种新机制使得行星的距离和速度都可以变化：偏心圆（偏心本轮）模型和本轮—均轮模型。本轮是一个运载行星围绕地球运动的圆。（“本轮”一词来源于拉丁语“ferro”、“ferre”，意即“搬运”。）偏心本轮即是中心稍微偏离地球的本轮。在本轮—均轮模型中，本轮运载一个较小的圆形均轮，均轮本身则运载行星。阿波罗尼奥斯定理证明，本轮—均轮模型可以模拟偏心圆模型。本轮—均轮模型还可以解释逆行，即行星相对黄道的视运动在一段短时间内方向逆转。现在天文史学家已经确定欧多克斯的模型只能粗略地近似部分行星的逆行，其它行星的逆行则完全不能解释。
地球自转
地球相對於恆星轉動一週（360度）稱為恆星日，並依據國際地球自轉服務（IERS）的定義是秒的平太陽時（UT1，等於，或平太陽日)。地球相對於歲差或平春分點的轉動週期，常被誤稱為恆星日，是秒的平太陽時（UT1，等於， 平均太陽日)，因此天文學上用的恆星日比真實的恆星日短了大約。
地球
地球相對於太陽的平均自轉週期称为一个平太陽日，定义為平太陽時（等于SI）。因為潮汐減速的緣故，現在地球的太陽日已經比19世紀略長一些，每天要長0至。國際地球自轉服務（IERS），以國際單位制的秒为單位，测量了1623年至2005年和1962年至2005年的时長，确定了平均太陽日的长度。
天船四
Be星是一种壳层星，在其赤道周围有气体的星周盘环绕，天船四有明显的发射光谱，视星等也在变化。 天船四的自转非常快速，赤道的投影自转速度(v sin i)至少为390 km/s。
恆星自轉
恆星經由光球層吹出的恆星風緩慢的損失質量，恆星的磁場則在拋出的物質上施加扭矩，造成角動量從恆星平穩的流失。恆星的自轉速度以15公里/秒為一個級距，質量的流失就會加快，而自轉減緩的速率就會增加。由於這種煞車的作用使得恆星的自轉減慢，角動量的減少也會趨緩。在這樣的情況下，恆星的自轉會逐漸趨近，但永遠不會達到，自轉速度為0的情況。
宇宙速度
因為地球擁有大氣層，所以在地表上想達到地球的逃逸速度，即11.2 km/s（40,320 km/h），必須額外要考慮和大氣阻力的問題。因此，太空船是以逃逸軌道的方式離開地球。它們會先到達近地轨道（160–2,000 km），然後加速至接近地球的逃逸速度：約10.9 km/s。儘管這裡仍然有速度變化，但因為其本身的速度已達8 km/s（28,800 km/h），所以其速度變化已被大大地減低了。
地球自转
地球自是固體地球繞著自己的軸轉動，方向是由西向東；所以地球是由西至東自轉的。從天球的北極點鳥瞰，地球自轉是逆時針方向旋轉；从南极点上空看是顺时针方向旋转。
太阳自转
ω是以度/日为单位的角速度，φ是太阳对应点纬度，A、B、C为常数。不同得测量结果会影响A，B，C三个常数的值。当前被接受的值是：
地球
地球是太阳系中由內及外的第三顆行星，距离太阳149 597 870.7公里/1天文單位，是宇宙中人類已知唯一存在生命的天体，也是人類居住的星球，共有79.1億人口。其質量约为5.97×10公斤，半径约6,371公里，平均密度5.5 g/cm，是太阳系行星中最高的。地球同时进行自转和公转运动，分别产生了昼夜及四季的变化更替，一太陽日自转一周，一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面，公转轨道面称为黄道面，两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅有一顆自然卫星，即月球。
地球構造
最近的研究显示，内核可能比地球的其他部分转得快。在2005年8月，一些地球物理学家在《科学》上发表了一篇论文，称地球的内核每年比地表多转0.3至0.5度。
迴轉年代學
迴轉年代學是基於安德鲁·斯库曼尼奇（Andrew Skumanich）量測到的疏散星團的平均自轉速度（投影自轉速度 "v sin i"）與他們的年齡平方成反比。其中"v sin i"中的"v"指的是恆星赤道的自轉速度，"i"指的是恆星自轉軸與我們視線的夾角。迴轉年代學以 "P" 代表恆星週期以取代 "v sin i"，這是因為恆星的轉軸傾角 "i" 通常無法得知，因此恆星真實自轉速度 "v" 也無從得知。這個技術特殊的是它依賴於恆星真實質量和自轉的關聯，例如畢宿星團成員星早期恆星自轉研究。這兩者的改進大幅提升了以該法測定年齡的精確度，以迴轉年代學測定的恆星年齡被稱為「迴轉年齡」（Gyrochronological age）。
潮汐加速
如果忽略其他的效應，潮汐加速將持續下去，直到地球的自轉和月球的軌道周期能夠相匹配。到那時候，月球將會固定在地球上某一個點的上方；這種情況已經存在於冥王星和凱倫的系統。但是，地球自轉速度減緩得不夠快，導致在地球自轉延長到一個月之前，其他的效應已經使得這變得無關緊要了。大約從現在起的21億年之後，不斷增強的太陽輻射將導致地球海洋的蒸發，消除了大部分潮汐隆起引起的潮汐摩擦和潮汐加速。即使沒有這樣，在太陽已經成為紅巨星的45億年後，也足以毀滅地球和月球，而地球的自轉仍然未能減緩到一個月的長度（潮汐加速和太陽質量的損失也會讓地球遠離太陽，但還不知道是否能從毀滅中獲得保存）。
地球
由于地球不是理想的球体，而黄道面、白道面和赤道面都存在交角，太阳和月球对地球施加的力矩有垂直于自转角动量的分量，使得地球在自转的同时会发生進動，其周期为2.58万年，从而导致了恒星年和回归年的差异，即“岁差”。地球的倾斜角几乎不随时间变化而改变，但由于日月相对地球的位置不断变化导致地球受到的外力发生变化，地球在自转、进动时倾斜角仍然会有轻微、无规则的章動，其最大周期分量为18.6年，与月球交點的进动周期一致。地球也不是理想的刚体，受到地质运动、大气运动等作用的影响，地球的质量分布会发生变化，自转极点相对于地球表面同样也会有轻微的漂移，每年极点的位置会变化数米，自1900年以来，极点大约漂移了20米。这种漂移被称为极移。极移是一种準周期运动，主要的周期分量包括一个周期为一年的运动和一个周期为14个月的运动。前者通常被认为与大气运动有关，后者被称为錢德勒擺動。由于地球的自转角速度比月球和地球的公转角速度都大，受到潮汐摩擦的影响，地球的自转角速度随着时间变化缓慢减小，换言之，一天的时间逐渐变长。
赤道
由於在整個地表上，赤道處地球自转線速度最大，甚至比音速還要快（約465米/秒），在此附近發射相同負載的航天器，所需燃料更少，可節約發射成本，因而是航天发射中心的理想选址。但这一优势仅限于向东、东南及东北方向发射。目前赤道附近的航天发射中心有：天文學上，將地球的赤道平面在天球上的投影定義為天球赤道。
米蘭科維奇循環
地球軌道傾角的大約每26,000年完成繞行一周的完整進動週期。在這同時，橢圓軌道旋轉也以緩慢的21,000年引導著季節和軌道之間的變化。另一方面，地球的自轉軸和軌道平面之間的傾角以41,000年的周期在22.1度到24.5度之間搖擺著，現在的角度是23.44度，並且還在減少中。此運動稱為章动。
航天
第三宇宙速度，亦即太陽的逃逸速度，是指在地球上發射的物體擺脫太陽引力束縛，飛出太陽系所需的最小初始速度。本來，在地球軌道上，要脫離太陽引力所需的初始速度為42.1千米/秒，但地球繞太陽公轉時令地面所有物體已具有29.8千米/秒的初始速度，故此若沿地球公轉方向發射，只需在脫離地球引力以外額外再加上12.3千米/秒的速度。
经度
一个地点的经度一般与它于协调世界时之间的时差相应：每天有24小时，而一个圆圈有360度，因此地球每小时自转15度。因此假如一个人的地方时比协调世界时早3小时的话，那么他在东经45度左右。不过由于时区的分划也有政治因素在里面，因此一个人所在的时区不一定与上面的计算相符。但通过对地方时的测量一个人可以算得出他所在的地点的经度。为了计算这个数据，他需要一个指示协调世界时的钟和需要观察对太阳经过子午圈的时间。由于地球在一个椭圆轨道上绕太阳旋转，这个计算和观察比上面叙述的还要复杂些。
主小行星帶
測量主帶中巨大小行星的自轉週期顯示有一個下限存在，直徑大於100米的小行星，自轉周期都超過2.2小時。雖然，一個結實的物體可以用更高的速率自轉，但當小行星的自轉週期快過這個數值時，表面的離心力便會大於重力，因此表面所有的鬆散物質都會被拋離。這也建議直徑超過100米的小行星實際上是在碰撞後的瓦礫堆中形成的。
闰秒
地球自轉速度減慢的主要原因是潮汐摩擦，僅此一項就將使一天每世紀延長2.3ms。其他促成因素包括地球地殼相對於其核心的運動，地函對流的變化，以及導致巨大質量再分配的任何其他事件或過程。這些過程改變了地球的慣性矩，由於角動量守恒而影響了自轉速率。其中一些重分配會提高地球的自轉速度，縮短太陽日，並對抗潮汐摩擦。例如，將太陽日縮短了0.6ms/世紀，2004年發生在印度洋的地震和海嘯被認為縮短了2.68微秒。
银道坐标系
太陽在距離銀河中心8,000秒差距之處圍繞著銀河中心，而它的路徑是接近圓形的軌道，速度為220公里/秒，這與距離銀河中心與太陽相似的天體速率是一致的。結果，以銀河系為基準的銀道坐標系就以太陽為中心建立。但是，在銀河系內其它的天體，依據自身的距離以不同的速率繞著銀河中心公轉，以已知質量預測的自轉速率與觀測到的不同，如同銀河自轉曲線所顯示的，並且這個差異被歸咎於暗物質，雖然其它的解釋也陸續的被提出，像是引力定律的修正，自轉速率不同對自行的貢獻等等。
土卫四
土卫四的平均直径为1118千米。土卫四主要由冰组成，不过它是土星卫星中密度第三高的（1.5克/立方厘米，土卫二和土卫六居第一和第二位），因此它的内部必须含有相当多的硅酸盐岩石。土卫四的反照率为0.55，与土卫三和土卫二相比它比较暗。土卫四的表面温度为-187°。它的自转周期与公转周期一样长，也是65小时41分钟，因此它与地球的卫星一样是同步自转。它的自转轴与公转轴之间的交角为0.006°。
日出方程式
地球自轉的角速度是 15°/小時，因此formula_5給了日出時間與當地正午之前相隔的小時數，或是日落時間與當地正午之後相隔的小時數。「當地正午」這個專有名詞（術語）在這裡的含意是太陽精確的位於正南方、正北方或正頭頂上位置的時刻。
繪架座βb
2014年，繪架座βb的自轉周期透過從它的一氧化碳紅外吸收線的加寬計算了出來。這使得它成為了第一顆太陽系外行星有其自轉周期的測量值。這個8.1小時的自轉周期，是目前已知最快的自轉速度。
宇宙速度
第一宇宙速度（），又稱為環繞速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度。要作圓周運動，必须始终有一个力作用在航天器上。其大小等于该航天器运行线速度的平方乘以其质量再除以公转半径，即formula_11，其中formula_12是物體作圓周運動的向心加速度。在这里，正好可以利用地球的引力，在合適的軌道半徑和速度下，地球对物体的引力，正好等於物体作圓周運動的向心力。第一宇宙速度的计算公式是：
錢德勒擺動
錢德勒擺動（Chandler wobble），又译为錢德勒震颤，是地球自轉軸相對於地球表面的小幅度運動，由美國天文學家賽斯·卡羅·錢德勒發現於1891年。該運動以433日週期在地球表面擺動。錢德勒擺動和另一個週期一年的運動結合，使地球的極移週期為7年。
自由震盪
T型的震盪則會導致地球自轉速率的變化，不過因為變化時間尺幅太大，在地震學上不常討論 。T型震盪描述了北半球和南半球相對於彼此的扭曲，周期約44分鐘。
月球軌道
月球軌道是指月球圍繞地球的軌跡。月球以27.323天完整的環繞地球一圈。地球和月球的質心在距離地心4,700公里處（地球赤道半徑的⅔），兩者各自圍繞著質心運轉。月球與地球中心的平均距離是385,000公里，大約是地球半徑的60倍。軌道的平均速度是1.023公里／秒，月球在恆星的背景之間大約每小時移動0.5°，這相當於月球的視直徑。月球的軌道不同於大部分行星的天然衛星，它是接近黃道平面，而非地球的赤道平面。月球軌道面相對於黃道平面的傾斜只有5.1°，自轉軸的傾角也只有1.5°。
地球引力
重力加速度之值依不同地點的海拔高度和緯度而異。重力加速度与月球质量有关，地球质量加月球质量，才形成地球重力，没有月球重力就不是9.78033，而重力加速度也与月球质量有关。重力加速度的单位也应当是"N.S" 牛顿N(kg.m/s)例如以海平面計算，在地球赤道的重力加速度數值為 9.78033 N.S，在北極則約為9.83N.S 。（由於地球自轉所產生的離心力所影響，一般來說在同一海拔高度下，位於赤道的重力加速度最小，而處於兩極的重力加速度則最大。）
天王星
天王星內部的自轉週期是17小時又14分，但和所有巨行星一樣，其上部的大氣層朝自轉的方向可以产生非常強的風。實際上，在有些緯度，像是從赤道到南極的2/3路徑上，可以看見移動得非常迅速的大氣，靠近南極地區的風速高達720公里/小時，只要14個小時就能完整的环绕行星一週。
地球靜止軌道
地球静止轨道只能分布在赤道上空大约35,786 km的地方，在这个高度上，轨道速度为3.07 km/s，轨道周期为1,436分钟，很接近一个恒星日(23. 934461223小时)。这确保了卫星的运行周期和地球自转周期一致，因此卫星的星下点在地面固定不动。所以，所有的静止轨道卫星都必须运行在这条轨道上。
VFTS 102
VFTS 102的特殊之處在於它的投影赤道自轉速度高達約每秒600公里（約每小時200萬公里），使它成為自轉速度最高的大質量恆星。如此高速自轉的離心力使它成為扁橢圓形，造成它的物質可能會在結構較鬆散的赤道散失，並且在周圍形成盤狀結構，而光譜觀測也證實了這一點。它的光譜被分類為Oe，可能就是因為環繞在赤道周圍氣體產生的發射線造成。
惯性参考系
对于宇宙是否在转动的这个更进一步的问题，尽管存在更明确的观测（测量不确定度更小的观测），例如，并不各向同性的宇宙微波背景辐射或太初核合成，在这里還是通过银河系目前形状的形成来探讨这个问题。银河系较为平坦的形状来源于其在惯性系中的转动速率。如果我们将其视在转动速率完全归因为惯性系中的转动，那么在我们假设部分转动效应实际来源于宇宙整体的转动时就可以得到不同的平坦程度。基于物理定律，科学家构造了一种考虑到宇宙转动的模型。如果考虑转动的模型要比没有考虑转动的模型中的物理定律更为符合观测结果，我们就需要选定转动的最佳拟合值，以与其他相关观测结果相符。而如果天文观测中不能得到转动参数，或是理论超出观测误差限，现有物理定律就有必要进行修正，比如引入暗物质来解释星系自轉問題。到目前为止，有关观测显示宇宙自转速率非常之慢，角速率上限为60·10年自转一次（10 rad/yr）。人们也由此质疑宇宙是否真在转动。不过如果人们找到转动的明确证据，经典力学与狭义相对论中有关惯性力的说法就需要修正，或者用广义相对论中时空曲率与物体沿测地线运动的说法取代。
公轉速度
常见的公转速度在天文上，是指太阳系中，各个行星围绕太阳公转的速度。一般都以地球年作为时间单位，绕太阳公转的轨道长度的公里数作为公转距离。
黄道
地球的自转轴与地球公转平面并不垂直，因此，黄道面和地球赤道面并不重合，而是有大约23.4°的夹角，通常被称为黄赤交角。把赤道投影到天球上得到天球赤道，天球赤道与黄道的两个交点被称为昼夜平分点。一年之中，太阳沿着黄道运动会两次穿过天赤道。太阳由南向北穿过天赤道的点被称为春分点或黄道升交点，也被称为白羊座第一点 ，由北向南穿过的点被称为秋分点或黄道降交点。 地球自转轴和赤道在空间中的位置并不是固定的，而是大约以26000年为周期围绕着黄极运动，这种运动被称为"日月岁差"，日月岁差大部分是由日月引力作用在地球赤道的隆起部分造成的。另外，黄道本身在空间中的位置也是变化的，太阳系中其他天体对地球公转轨道会产生一个比较小的影响，这导致了黄道的进动，被称为"行星岁差"。这两种作用合起来称为"总岁差"，导致了昼夜平分点每年变化50角秒左右。 由于太阳和月球相对于地球的位置会周期变化，日月引力使得地球自转轴产生了短周期小幅度的摆动，这被称为章动。由于地球自转轴的章动，昼夜平分点的位置也会随之发生周期变化。考虑了实时的岁差和章动得到的赤道和平分点被称为「真赤道真春分点」，不考虑章动作用得到的赤道和春分点被称为「平赤道平春分点」。
金星
從地球的北極方向觀察，太陽系所有的行星都是以逆時針方向在軌道上運行。大多數行星的自轉方向也是逆時針的（稱為順行自轉），但是金星的自轉方向不僅是順時針的（稱為逆行自轉），金星還需243地球日自轉，是所有行星中轉得最慢的。因為它的自轉是如此緩慢，所以它極度的接近球形。金星的恆星日比金星的地球日一年長（243相對於224.7地球日）。金星赤道的線速度為，而地球的則接近。自從麥哲倫號太空船抵達金星之後，它的自轉週期已經延長。因為是逆行的自轉，一個太陽日的長度明顯的短於恆星日，僅為116.75地球日（使得金星的太陽日短於水星太陽日的176個地球日）。一個金星年的長度是金星日（太陽日）的1.92倍。金星上的觀測者會看見太陽從西邊升起，然後從東邊落下；但實際上，由於不透明的雲層，在金星表面是看不見太陽的。
艾女星
艾女星的自轉周期為4.63小時，是已知轉速最快的小行星之一。經過計算，一個與艾女星形狀一樣、密度均勻的物體在轉動慣量最大時的自轉軸與艾女星的相符。這表明，艾女星内部的密度分佈在不同區域沒有太大的變化。由於太陽引力對不規則形狀的艾女星有所影響，其自轉軸有進動，周期為7萬7千年。
地球自转
地球自转的周期是一个恒星日，目前其值为23时56分4秒。但是近年来地球自转周期在缓慢增加（即轉速緩慢减小），导致需要对全球计时器进行调整，例如2005年12月31日全球钟表统一加一秒。這樣的調整稱為闰秒。
迈克耳孙-莫雷实验
人们在不同地点、不同时间多次重复了迈克耳孙－莫雷实验，并且应用各种手段对实验结果进行验证，精度不断提高。除光学方法外，还有使用其他技术进行的类似实验。如1958年利用微波激射所做的实验得到地球相对以太的速度上限是3×10 km/s，1970年利用穆斯堡尔效应所做的实验得到此速度的上限只有5×10 km/s。综合各种实验结果，人们基本可以判定地球不存在相对以太的运动。
地球自转
極移是地球的自轉軸在地球表面橫越的運動，這是將地球視為在一個固定不變的參考座標系（所謂的地球中心、地心地固坐标系（ECEF））下所做的測量，這種變動只有幾米。
地球自转
在一年中的真太陽日的平均長度稱為平太阳日，它包含了太陽秒。目前，平太陽秒比SI的秒稍稍長了一點點，這是因為地球的平太陽日由於潮汐摩擦已經比在19世紀定義當時長了一些。在1750年至1892年之間的平太陽秒是西蒙·紐康於1895年在製作他的太陽表時制定的獨立時間單位。這個表在1900年至1983年被用來計算世界的天體曆，所以這種秒也稱為曆書秒。SI秒在1967年與曆書秒是相等的。
小行星249
小行星249的自传周期非常慢，自转一周需要85.24小时，1987年天文学家R. P. Binzel研究认为这可能是由于小行星有一颗卫星，但目前并没有直接证据。
地球同步卫星
地球同步卫星（）是一種永遠固定在地球上空某個位置的衛星。必須和地球自轉週期時間一樣，繞一圈地球的時間是23小時又56分4秒（以恆星日為準），同時高度需維持在35786公里左右。
地球靜止軌道
第二个要考虑的效应是经度的漂移，这是由地球非球形导致的——赤道略呈椭圆形。静止轨道上有两个稳定的平衡点(75.3°E和104.7°W)和两个不稳定的平衡点(165.3°E和14.7°W)。位于静止轨道平衡点之间的航天器，在没有任何机动的情况下，会缓缓朝着两个稳定平衡点加速移动，这导致了经度的周期性变化。为了修正经度漂移效应，静止轨道卫星每年共需要大约2m/s的速度增量来进行位置保持机动，具体的数值取决于卫星的定点经度。
地球自转
在地球轉動的參考座標系中，一個自由運動物體的路徑，相對於一個固定參考座標系統，會產生視路徑偏移的現象。由於受到科氏力的影響，下落的物體將會從垂直於釋放點的鉛錘線上向東偏移，並且在北半球的彈道會從它們射出的方向向右偏轉（南半球的向左偏轉）。科氏力的影響有各種不同的表現形式，特別是在氣象現象上，南半球和北半球的氣旋有著不同的旋轉方向。虎克，依據牛頓在1679年的建議，從的高度拋下一顆球，預測會向東偏移半毫米，但是這個實驗未能成功。而最終在18世紀末和19世紀初才由波洛尼亞的Giovanni Battista Guglielmini、漢堡的Johann Friedrich Benzenberg，和弗萊貝格的Ferdinand Reich，使用高塔小心的釋放質量才獲得結果。
慣性
選擇以固定星體來近似慣性參考系，這方法的誤差相當微小。例如，地球繞著太陽的公轉所產生的離心力，比太陽繞著銀河系中心的公轉所產生的離心力，要大三千萬倍。所以，在研究太陽系中星體的運動時，太陽是一個很好的慣性參考系。地球也可以視為慣性參考系。由於地球自轉而產生的加速度在地球表面為0.034m· s。重力加速度大約為自轉加速度的288倍。由於地球繞著太陽公轉而產生的加速度為0.006m· s，更為微小。所以，可以忽略地球的自轉和公轉加速度。
大年
此外，地球自轉軸的傾斜或轉軸傾角不是固定的，而是在自身的週期中變化著。在平均約40,000年的週期中，轉軸的傾角會在22.1度到24.5度之間變化。
地球自转
歲差（precession）是地球的自轉軸相對於恆星空間的進動。分點的位置，相對於在天球上固定不動的恆星，沿著黃道每年向西移動。通常，每年的移動量是50.29"，即每71.6年移動1°。這個過程雖然緩慢但會逐年累加起來，完整的歲差圈要經歷25,765年（稱為柏拉圖年），分點在黃道上退行一周360°。
地球自转
章動（nutation）是在行星或陀螺儀的自轉運動中，軸在進動中的一種輕微不規則運動，使自轉軸在方向的改變中出現如「點頭」般的搖晃現象。 地球的章動來自於潮汐力所引起的進動，並使得歲差的速度不是常數，而會隨著時間改變。
地球自转
在理論上，地球的形成是太陽系誕生的一部分：最初只是大量的、旋轉中的塵埃、岩石和氣體，最後終於形成太陽系。組成它的化學元素是來自大爆炸產生的氫和氦，還有超新星釋放出的重元素。這個星際塵埃是不均勻的，重力吸積過程上任何的不對稱，導致最終形成行星的角動量。 目前的轉動週期是初始的旋轉受到其它因素影響的結果，包括潮汐力和忒伊亞碰撞假說。
恆星自轉
恆星自轉是恆星相對於軸的角運動，自轉的速率可以從恆星的光譜測量，或是經由表面明顯的特徵運動量測。
軒轅十四
軒轅十四A的質量是太陽的3.5倍，自轉速度極快，自轉週期只有15.6小時，因此具有高度的橢球體形狀。這導致所謂的重力昏暗：軒轅十四A的光球，在兩極比赤道區熱得多，單位表面積的亮度是赤道的5倍。在赤道，表面旋轉的線速度大約是320公里/秒（199英里/秒），角速度已經達到臨界角速度的96.5%。也因為如此，它發出的光是偏極化的光。
昴宿一
昴宿一是一颗高速自转的恒星，它的投射自转速度为181公里/秒。投射自转速度是由恒星本身赤道的旋转速度和相对地球视线的速度等两个速度分量组成的，科学家估计昴宿一的极点倾角为46.8°±1.6，因此计算出它真正的赤道旋转速度为320±18公里/秒。恒星高速的自转使得其两极被压扁而赤道凸起，形成扁球体。这使得恒星表面的重力和温度都不均衡，这种效应导致恒星不同纬度的辐射能量都不同，因此被称为重力减光（gravity darkening）。恒星的快速旋转使得其核心密度增加，能量辐射输出减少，延长恒星的寿命。
恆星自轉
恆星自轉產生的離心力可以造成赤道隆起。如果恆星不是固體，便可以用不同的速度轉動，因此恆星赤道和高緯度可以有不同的角速度。自轉速率上的差異在恆星磁場發電機上也許是重要的角色。
国际地球自转服务
国际地球自转服务（International Earth Rotation Service，IERS）全称为国际地球自转和参考系服务（International Earth Rotation and Reference Systems Service），是一家提供全球时间和参考系标准的机构。 于1987年由国际天文联合会和国际大地测量学与地球物理学联合会共同创立，取代先前的国际极移服务（IPMS）和国际时间局（BIH）地球自转部分的工作。1988年1月1日正式开始运作。
恆星自轉
徑向速度被觀測到的譜線變寬與自轉軸對估測者的傾斜角度有關，得到的測量值如下式：formula_1，此處的"v"是赤道的自轉速度，"i"是傾斜角度。但是"i"通常都無法得知，所以得到的是恆星自轉的最低速度。也就是說只要"i"不是直角，真實的速度就會大於formula_1。有時這個速度也被稱為投影速度。
地球自转
地球在慣性空間中的轉動速率是每SI秒弧度乘上（180°/π弧度）×（86,400秒/平太陽日），得到每平太陽日360.9856°，表明了在一個太陽日的地球轉動超過相對於恆星的360°。這是因為地球在接近圓形的繞日軌道上的運動，使得地球必須在轉到對向恆星之後還得再多轉一點才能再度對向平太陽，使平太陽再度出現在同一個地點的同一方向上，即使相對於平太陽只是旋轉了一圈（360°）。將地球每秒在赤道上旋轉的弧度乘上地球的半徑（WGS84橢球，2π弧度的因素在兩個項目中都被刪除）得到的速度是、或。有些資料來源指出地球的赤道速度較低，或是只有，這是以地球的赤道週長除以約獲得的結果。但是，這是不自覺的認為我們是在慣性空間中旋轉了一圈的時間，因此旋轉一圈的較精確時間應該是恆星日。經由乘上平太陽日對恆星日的比值，，可以驗證這一點，因為這會獲得前述赤道在平太陽時的速度。
特征值和特征向量
随着地球的自转，每个从地心往外指的箭头都在旋转，除了在转轴上的那些箭头。考虑地球在一小时自转后的变换：地心指向地理南极的箭头是这个变换的一个特征向量，并且因为指向极点的箭头没有被地球的自转拉伸，它的特征值是1;但是从地心指向赤道任何一处的箭头不会是一个特征向量。
地球公转
公转周期为一个恒星年，需时365日6时9分10秒或365.2564日。 平均角速度是每年360度，即每日59分。平均线速度为每年940,000,000公里，即约每秒29.79公里。即时角速度和即时线速度变化，在能量守恆的前提下，离太阳越近，位能越小，動能则越大，即时线速度和即时角速度就越大。在角動量守恆的前提下，即在相等長度的時間内，地球、太陽連線所掃過的面積是固定值。
PSR B1937+21
在2006年每秒自转716次的PSR J1748-2446ad被发现之前，PSR B1937+21一直保持自转最快中子星的头衔。直至2010年，PSR B19371+21依然是已知自转第二快的中子星。这个结果是建立在观测的敏感脉冲周期比发现PSR B1937+21时增大20倍，磁场范围增大100倍的基础上。
日
還有一個額外因素影響行星等天體自轉週期，就是潮汐效應。地球的日隨著時間的推移是逐日增長的。經由電腦的模擬，在地球新生的45億年前，一日原本的長度大約只是現今的6小時。而依據交替層 （交替的砂岩）的紀錄，在6億2000萬年前大約是21.9小時。這種現象是因為月球引起的潮汐使地球自轉變慢。因為秒是以地球自轉週期為依據定義，使得現在一日的平均長度大約是86,400.002秒，平均每個世紀增加1.7微秒（取過去2,700年的平均），細節請參見潮汐加速。
经度
除地球、月球和太阳外其它行星的经度按它们的自转方向不同而不同。假如行星按顺时针方向自转则它们的经度从0度朝西算到360度，假如行星按逆时针方向自转则其经度从0度向东算到360度。出于传统地球、月球和太阳上既有东经又有西经。
地球
从地球上看，空中的天體都以每小時15°，也就是每分鐘15'的角速度向西移動（低軌道的人造衛星和大氣層內的流星除外）。靠近天球赤道的天體，每兩分鐘的移動距离相當於地球表面所見的月球或太陽的視直徑（两者幾乎相同）。
米蘭科維奇循環
地球自轉軸的方向相對於恆星的變化稱為進動，週期大約是26,000年。這種陀螺的運動是由於太陽和月球對固體的地球，加上地球的形狀是扁橢球而不是理想的球，所施加的潮汐力，而太陽和月球有著大約一致的效果。
重力加速度
formula_4的單位是加速度的单位，而不是力的單位。在地球表面附近，一質點的自由落體加速度formula_4與它的重力加速度formula_6稍微不同，一個質點的重量formula_7與它所受的重力（地球万有引力）也不同，原因是地球會自轉。若考慮地球自轉，則：
月球軌道
月球是同步自轉，意味著它永遠以同一面朝向地球轉動著，但因為月球軌道的離心率 (事實上這也只是一種平均的現象)，使環繞地球的軌道角速度會變化，因而不能與不變的自轉速度相等的結果。當月球在近地點時，它的自轉速相對於軌道速度是最慢的，這使得我們可以看見偏東（右邊）達到8度的經度的背面區域。反過來，當月球在遠地點時，它的自轉相對於軌道速度是最快的，因此可以看見背面偏西8度的經度。這就是經度天秤動。
科里奥利力
由于自转的存在，地球并非一个惯性系，而是一个转动参照系，因而地面上质点的运动会受到科里奥利力的影响。地球科学领域中的地转偏向力就是科里奥利力在沿地球表面方向的一个分力。地转偏向力有助于解释一些地理现象，在北半球运动的物体（如气流）有向右偏转的趋势，在南半球运动的物体则有向左偏转的趋势。因此，北半球的河流，流向的右侧因侵蝕較強而多峭壁，左侧则多平缓河岸。南半球反之。
地球靜止軌道
地球静止轨道（或称地球赤道同步轨道，，简写：）是指地球赤道面上方35,786km的圆形轨道，该轨道上航天器的运行方向和地球自转方向一致。在地球静止轨道上的航天器绕地球运行一周的时间和地球自转周期（一恒星日）相同，因此，在地面观测者看来，这样的航天器是在天空固定不动的。通信卫星和气象卫星一般运行在静止轨道，因此地面站天线只要对准卫星的定点位置就可以通讯，而不用转动天线。利用这个特点，把携带有可见光和近红外光传感器的海洋卫星发射到静止轨道上，这样就可以监测海洋环境的细微变化，比如GOCI卫星。
近地轨道
国际空间站在一个距离地球表面319.6km到346.9km的轨道上运行。大多数人造卫星也在近地轨道上，它们的运行速度大约是27400km/h，环绕地球一周的时间大约在90分钟左右，而很多通讯卫星需要以和地球同样的角速度运行。相比地球同步轨道，把一枚衛星放上近地軌道所需的能量較少，而近地衛星僅需功率較低的放大器也可成功輸送訊號，因此許多通訊項目使用了近地軌道。這些近地軌道不是與地球同步，所以需要一組衛星聯網去提供連續的覆蓋面。近地軌道也適合遙感衛星，因為可以取得更詳細的資料。
引力
这表明，如果忽视空气阻力的影响，在地表附近正在自由落体的物体速度每秒将增加9.81 m/s（大约22mph）。因此，一个从静止开始下落的物体在一秒后的速度将达到9.81 m/s，第二秒将达到19.62 m/s，以后的情况也将依此类推。 根據牛頓第三運動定律，地球同时也受到下落的物体等值反向的力的作用，意味着地球也将加速向物体运动。但是，由于地球巨大的质量，这个加速度小到难以察觉。
軌道平面
因為地球不是完美的天然球體，因此地球重力是非球形的，人造衛星的軌道平面會受到攝動的影響而改變，使得軌道平面會緩緩的繞著地球轉動，變動的速率與軌道傾角有關。在某個特別的角度上，軌道平面會追隨著太陽環繞著地球，形成太陽同步軌道。
潮汐加速
因為月球的質量相較於地球是一個相當大的分數（大約1:81），這兩個天體可以視為雙行星，而不是一顆行星和衛星。月球環繞地球的軌道平面（白道）很靠近地球環繞太陽的軌道平面（黃道），而不像一般行星的衛星，是在垂直於行星自轉軸的平面（赤道）上。月球的質量夠大，並且非常靠近地球，因此會造成地球上物質升起的潮汐，特別是海洋中的水，會沿著穿越地球和月球的軸線在兩端隆起。平均的潮汐隆起會密切的追隨著軌道上的月球，在地球的自轉下，潮汐隆起的週期剛剛好超過一天。然而，自轉的推動使得潮汐隆起的位置超越了月下點的位置。這樣的結果，使得在隆起的部分的大量物質偏移了地月中心聯線的軸線方向。而因為這樣的偏移，地球的潮汐隆起物質和垂直於地月中心聯線的月球引力，即造成地球和月球之間存在著扭矩。這提升了月球的軌道，和造成地球自轉的減速。
乔瓦尼·巴蒂斯塔·里乔利
里乔利也认为，飞行炮弹的将会揭示地球自身的运动，因为地球的旋转会在不同纬度形成不同的地面移动速度。他写道：如果一颗球沿子午线射向极点(而不是向东或西)，地球的自转运动将会带离该球[即球的轨迹会偏离]，所有的事情都是相同：靠近极点的同纬度地区，地面移动缓慢，而靠近赤道的地方，地面移动则更快。 因此，一门直接向北瞄准的大炮，发射后，由于地球的自转，炮弹将会略微偏向目标东(右)侧。但，如果大炮发射到东边而没有偏离目标，这是因为大炮和目标都按相同的方向移动了相同的距离。里乔利说，最好的炮手可以将炮弹射进敌人的炮口中；如果这一偏转效果存在于朝北的射击中，他们会发现它。里乔利认为，这种效果的缺乏表明，地球是不转动的。他所作推理其实是正确的，所描述效果确实发生了。这就是今天以19世纪物理学家"贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利"(1792年–1843年)命名的所谓“科里奥利效应”。因为，无论大炮指向何方，实际都会发生右偏(这远非里乔利所处年代的物理学所能解释的)，所以炮手们是无法注意到任何方向上的差异。
超級適居行星
相關領域專家至今尚未就適居系外型星的最佳自轉速度達成共識，但它不可太快或太慢。如自轉速度太慢可能會發生與天文學家在金星上觀察到的問題：金星自轉週期為243地球日，因此不能產生像地球一樣的磁場。
惯性参考系
实际情况中，将“静止”恒星作为惯性系所造成的偏差非常小。例如，地球绕太阳公转时的离心加速度要比太阳公转的离心加速度大约三千多万倍。
恒星
恆星的自轉可以透過分光鏡概略的測量，或是追蹤星斑確實的測量。年輕恆星會有很高的自轉速度，在赤道可以超過100公里/秒。例如，B型的水委一在自轉的赤道速度就高達225公里/秒甚至更高，使得赤道半徑比極赤道大了50%。這樣的速度僅比讓水委一分裂的臨界速度300公里/秒低了一些。相較之下，太陽以25 – 35天的週期自轉一圈，在赤道的自轉速度只有1.994公里/秒。恆星的磁場和恆星風對主序帶上恆星的自轉速率的減緩，在演變有著重要的影響。
全球災難危機
當地球自轉的切線速率接近光速時，地球自然被轉開來。然而，地球的自轉呈現減速趨勢，這個災難不太可能發生。