簡介
地球自轉一周實際所需的時間（23小時56分4秒），也就是地球同一條經線對某一個恒星周期所需的時間。一個恒星日等于23小時56分4秒。
在天文學上，定義恒星日的不是具體的恒星，而是黃道對于天赤道的升交點，即白羊宮第一點，就是北半球的春分點。但是春分點在不斷的西移（歲差），所以天文學上的恒星日與太陽日還是有區别的。
當地球位于A點時，太陽、恒星、地心、地球上某一點O點位于同一條直線上。地球位于B點時，地球已經自轉了360度，O點又位于恒星與地心的連線上，所以，從A點到B點為恒星日。地球位于C點時，地球自轉了360.59‘，此時，O點位于太陽與地心的連線上，從A點到C點為一個太陽日。
因為地球自轉不斷變慢，所以恒星日将越來越長。
來源
自古以來，地球運動給人們提供了計量時間的依據，給出兩種天然的時間單位，這就是日和年。“日”是指晝夜更替的周期，古時人們用圭表測日影的方法來測定日的長度，如某天正午太陽位于正南方時，表影最短，從這一時刻起算到第二天正午，太陽再次位于正南，表影最短的時間間隔就是一天，也就是一個真太陽日。
恒星日隻在天文工作中使用，實際生活中所用的“日”是指晝夜更替的周期，顯然更接近于真太陽日。根據真太陽日制定的時間系統稱為“真太陽時”。連接一個地方正南正北兩點所得的直線為子午線，子午線和鉛垂線所決定的平面是正南正北方向的子午面。某地天文子午面兩次對向同一恒星的時間間隔叫做恒星日，恒星日是以恒星為參考的地球自轉周期。如果把時間單位，定義為某地天文子午面兩次對向太陽圓面中心（即太陽圓面中心兩次上中天）的時間間隔，則這個時間單位就稱作真太陽日，簡稱真時，也叫視時。是以太陽為參考的地球自轉周期。恒星日總是比真太陽日要短一些。這是因為地球離恒星非常遙遠，遠到從恒星上看來，地球似乎是不動的，地球的公轉軌道相對于如此遙遠的距離已變作一個點了。從這些遙遠天體來的光線是平行的，無論地球處于公轉軌道上的哪一點，某地子午面兩次對向某星的時間間隔都沒有變化。比較起來，太陽離地球卻近多了，從地球上看，太陽沿黃道自西向東移動，一晝夜差不多移動1度。對于某地子午面來說，當完成一個恒星日後，由于太陽已經移動，地球自轉也是自西向東，所以地球必須再轉過一個角度，太陽才再次過這個子午面，既完成了一個真太陽日。
恒星日隻在天文工作中使用，實際生活中所用的“日”是指晝夜更替的周期，顯然更接近于真太陽日。根據真太陽日制定的時間系統稱為“真太陽時”。
與太陽日的關系
1恒星日=23小時56分4.09894秒，短于人們日常使用的太陽日。恒星日是以距離無限遠的恒星為标準，太陽日是以太陽為标準。
1）假設地球隻有一面對着太陽公轉（像月亮一樣），那麼'恒星日"隻有一天而“太陽日”是0。
2）假設地球隻有公轉沒有自轉，那麼會出現什麼情況呢？那麼“恒星日”就是0，而“太陽日”就是一年。
事實是地球有公轉又有自轉，那麼把公轉多出的一天平均在每一天，于是 太陽日=23小時56分4秒加+24小時/恒星年=24小時。恒星日是地球的自轉周期。地球公轉導緻恒星日比太陽日多出一天，那麼一回歸年的恒星日是366天。
