地球存在繞自轉軸自西向東的自轉，平均角速度為每小時轉動15度。在地球赤道上，自轉的線速度是每秒465米。天空中各種天體東升西落的現象都是地球自轉的反映。地球自轉的周期性變化主要包括周年周期的變化，月周期、半月周期變化以及近周日和半周日周期的變化。
地球公轉的軌道是橢圓的，公轉軌道半長徑為149597870公里，軌道的偏心率為0.0167，公轉的平均軌道速度為每秒29.79公里；公轉的軌道面（黃道面）與地球赤道面的交角為23°27'，稱為黃赤交角。地球自轉產生了地球上的晝夜變化，地球公轉及黃赤交角的存在造成了四季的交替。