地球同太陽系其他八大行星一樣，在繞太陽公轉的同時。圍繞著一根假想的自轉軸在不停地轉動，這就是地球的自轉。

幾百年前，人們就提出了很多證明地球自轉的方法，著名的“傅科擺”使我們真正看到了地球的自轉，但是，地球為什麼會繞軸自轉？為什麼會繞太陽公轉呢？這是一個多年來一直令科學家十分感興趣的問題，粗略看來，旋轉是宇宙間諸天體一種基本的運動形式，但要真正回答這個問題，還必須首先搞清楚地球和太陽系是怎麼形成的。地球自轉和公轉的產生與太陽系的形成密切相關。

現代天文學理論認為，太陽系是由所謂的原始星雲形成的，原始星雲是一大片十分稀薄的氣體雲，50億年前受某種擾動影響，在引力的作用下向中心收縮。經過漫長時期的演化，中心部分物質的密度越來越大，溫度也越來越高，終於達到可以引發熱核反應的程度，而演變成了太陽。在太陽周圍的殘餘氣體則逐漸形成一個旋轉的盤狀氣體層，經過收縮、碰撞、捕獲、積聚等過程，在氣體層中逐步聚整合固體顆粒、微行星、原始行星，最後形成一個個獨立的大行星和小行星等太陽系天體。

我們知道，要測量一個直線運動的物體運動快慢，可以用速度來表示，那麼物體的旋轉狀況又用什麼來衡量呢？一種辦法就是用“角動量”。對於一個繞定點轉動的物體而言，它的角動量等於質量乘以速度，再乘以該物體與定點的距離。物理學上有一條很重要的角動量守恆定律，它是說，一個轉動物體。如果不受外力矩作用，它的角動量就不會因物體形狀的變化而變化。例如一個芭蕾舞演員，當他在旋轉過程中突然把手臂收起來的時候（質心與定點的距離變小），他的旋轉速度就會加快，因為只有這樣才能保證角動量不變。這一定律在地球自轉速度的產生中起著重要作用。

形成太陽系的原始星雲原來就帶有角動量，在形成太陽和行星系統之後，它的角動量不會損失，但必然發生重新分佈，各個星體在漫長的積聚物質的過程中分別從原始星雲中得到了一定的角動量。由於角動量守恆，各行星在收縮過程中轉速也將越來越快。地球也不例外，它所獲得的角動量主要分配在地球繞太陽的公轉，地月系統的相互繞轉和地球的自轉中，這就是地球自轉的由來，但要真正分析地球和其他各大行星的公轉運動和自轉運動還需要科學家們做大量的研究工作。

這就是說，在地球的形成過程中，運動——尤其指旋轉，自始至終伴隨著地球的形成過程而不是地球形成之後再在某種原因下開始自轉或公轉的。

我們知道，太陽系的幾乎所有天體包括小行星都自轉，而且是按照右手定則的規律自轉，所有或者說絕大多數天體的公轉也都是右手定則。為什麼呢？太陽系的前身是一團密雲，受某種力量驅使，使它彼此相吸，這個吸積過程，使密度稀的逐漸變大，這就加速吸積過程。原始太陽星雲中的質點最初處在混飩狀，橫衝直闖，逐漸把無序狀態變成有序狀態，一方面，向心吸積聚變為太陽，另外，就使得這團氣體逐漸向扁平狀發展，發展的過程中，勢能變成動能，最終整個轉起來了。開始轉時，有這麼轉的，有那麼轉的，在某一個方向佔上風之後，都變成了一個方向，這個方向就是現在發現的右手定則，也許有其他太陽系是左手定則，但在我們這個太陽系是右手定則。地球自轉的能量來源就是由物質勢能最後變成動能所致，最終是地球一方面公轉，一方面自轉。

地球為什麼公轉?

地球公轉就是地球對太陽的繞轉。太陽系的其它行星都有這樣的繞轉，太陽是它們共同的中心天體。所以，地球繞太陽的運動被稱為“公”轉。

地球公轉是一種環繞運動，它的運動方向只能是一種繞轉方向。它同地球自轉的方向一致，即在北極看起來，地球公轉呈逆時針方向。這樣的旋轉方向被叫做向東。所以，人們習慣上就說地球向東公轉。

嚴格地說，地球公轉所環繞的不是太陽中心，而是太陽和地球的共同質量中心。換句話說，地球公轉並不是地球單方面的運動，而是地球和太陽同時環繞它們的共同質心運動。如果不計其它行星的存在和作用，那麼，地球和太陽始終處於它們共同質心的相反兩側：當地球在共同質心的這一側轉過一定的角度，太陽便在另一側轉過同樣的角度；地球環繞共同質心一週，太陽也環繞它轉動一週。二者方向相同，週期相等。當然，由於其它行星（特別是木星）的存在和作用，太陽所環繞的不是日地的共同質心，而是太陽系的共同質心。

我們知道，太陽和地球的質量非常懸殊，因此，它們的共同質心，十分接近太陽中心。具體地說，太陽質量是地球質量的333 400倍，日地共同質心與太陽中心之間的距離，僅值日地距離的l/333 400，即約450km。這對於具有70萬 km半徑的太陽來說，是微乎其微的。因此，把地球公轉當作地球單純地繞太陽運動，還是十分接近事實的。

地球公轉有多方面的物理證據。它們是：恆星週年視差、光行差和多普勒效應。恆星的週年視差，是地球在軌道上的位移對於恆星視位置的影響；恆星的光行差，是地球的軌道速度對於光行方向的影響；多普勒效應則是地球的軌道速度對於星光頻率的影響。它們從不同側面證明了地球的公轉。

太陽是銀河系較典型的恆星，離星系中心大約兩萬五千到兩萬八千光年。太陽系移動速度約每秒220公里，兩億兩千六百萬年在星系轉一圈。 太陽也在自傳，其週期在日面赤道帶約25天，在兩極區域約35天。

水星公轉 87.97 地球天 自轉 58.65 地球天

金星公轉 224.7 地球天 自轉 243 地球天

地球公轉 365.26 地球天 自轉 1 地球天

火星公轉 686.98 地球天 自轉 1.026 地球天

木星公轉 11.86 地球年 自轉 0.414 地球天

土星公轉 29.46 地球年 自轉 0.436 地球天

天王星公轉 84.81 地球年 自轉 0.72 地球天

海王星公轉約164.8個地球年自傳16.11小時

冥王星公轉週期 248年197天5.5小時自轉週期 6天9小時17.6分

地球繞太陽公轉指地球繞太陽做週期性轉動。公轉軌道是非常接近正圓的橢圓，平均角速度是每年360度，即每日59分。平均線速度為每年940，000，000公里，即每秒29.78公里。

即時角速度和即時線速度有季節變化，在能量守恆的前提下，離太陽越近，位能越小，動能則越大，即時線速度和即時角速度就越大。

在角動量守恆的前提下，即在相等長度的時間內，地球、太陽連線所掃過的面積是恆定的。