虽然恒星也是运动的,而且速度非常快,但因其距离过于遥远的关系,所以可以认为与地球的位置是相对不变的,那么,地球自转一周的时间应该恰好是同一恒星出现在同一位置的时间,而这个时间,我们称之为恒星日.
太阳也是一颗恒星,如果没有公转的话,恒星日是太阳日是相等的,但实际上,由于地球的公转,在地球自转一周后,太阳并没有出现在相同的位置（可以取比较大的位置差画图观察,比如地球公转过90度或180度）若要使太阳回到原位置,地球应继续转过一定角度方可（我们取90度来看,当地球自转一周后,还有再转过90度,才能使太阳回到原位置）,这个比地球自转一周的周期稍大一点的周期我们称之为太阳日.