地球圍繞太陽進行的週期性運動稱為地球的公轉運動。

地球在其公轉軌道上的每一點都在相同的平面上，這個平面就是地球軌道面。地球軌道面在天球上表現為黃道面，同太陽週年視運動路線所在的平面在同一個平面上。地球的自轉和公轉是同時進行的，在天球上，自轉表現為天軸和天赤道，公轉表現為黃軸和黃道。天赤道在一個平面上，黃道在另外一個平面上，這兩個同心的大圓所在的平面構成一個23°26′的夾角，這個夾角叫做黃赤交角。在地球公轉的過程中，地軸的空間指向在相當長的時期內是沒有明顯改變的。北極指向小熊星座α星，即北極星附近，這就是天北極的位置。也就是說，地球在公轉過程中地軸是平行地移動的，所以無論地球公轉到什麼位置，地軸與地球軌道面的夾角（黃赤交角）是不變的。

由於黃赤交角的影響，使太陽直射點以一年為週期在南北迴歸線之間往返移動，在南北迴歸線之間一年有兩次太陽直射，在南北迴歸線上一年有一次太陽直射，在北迴歸線以北和南迴歸線以南地區一年中沒有太陽直射。

地球公轉是一種週期性的圓周運動，因此，地球公轉速度包含著角速度和線速度兩個方面。以恆星年作地球公轉週期時，地球公轉的平均角速度就是每年360°，即每日約0.986°，亦即每日約59′8″。地球公轉軌道總長度是940,000,000千米，則地球公轉的平均線速度就是每秒29.8千米。

地球和太陽一直都以自西向東的方向轉動。只不過地球是繞著太陽進行公轉，公轉時間大約要一年;而太陽需要帶領整個太陽系，圍繞著銀河系的中心進行公轉，公轉一週大約要2.5億年的時間。