在天文学上，自转周期是一个天体沿自转轴自转一周所需的时间。

太阳系行星的自转周期

恒星日和真太阳日

恒星日

太阳系行星的自转周期

水星 58.6462天 (58天 15.5088小时)

金星 243.0185天 (逆向旋转)

地球 0.997268天 (23.9344 小时 / 86,164秒)

月球 27.321661天 (同步)

火星 1.025957天 (24.622962小时)

木星 0.413538021天 (9小时 55分 29.685秒)

土星 0.4440092592天 (10小时 39分 22.40000秒)

天王星 0.718333333天 (17小时 14分 24.00000秒, 逆向旋转)

海王星 0.67125000天 (16小时 6分 36.000 00秒)

冥王星 6.387 d (6天 9小时 17.6分, 逆向旋转)

例如，昼夜平分、昼夜更替、昼夜长短三者都是地球上所固有的自然现象，虽然都涉及到昼夜状况，但成因却各不相同。昼夜平分是一个静止的概念，它不涉及地球的运动，而是由"地球是一个不透明的球体"这一地球特性所决定的。昼夜更替是一个动态的概念，主要是由地球自转这一运动而产生的，因光源来自太阳，所以昼夜更替的周期就是一个太阳日，即24小时。昼夜长短变化是除赤道以外，其他纬度地区随地球公转而产生的周期性变化，形成原因是地球公转过程中黄赤交角的存在。

恒星日和真太阳日

自古以来，地球的运动很自然地给人们提供了计量时间的依据，给出两种天然的时间单位，这就是日和年。“日”是指昼夜更替的周期，古时人们用圭表测日影的方法来测定日的长度，如某天正午太阳位于正南方时，表影最短，从这一时刻起算到第二天正午，太阳再次位于正南，表影最短的时间间隔就是一天，也就是一个真太阳日。

大家都知道地球自转一周为一日。可是，怎么才能确定地球已经转了一圈呢？要回答这个问题，得讲讲恒星日、真太阳日、平太阳日。

连接一个地方正南正北两点所得的直线为子午线，子午线和铅垂线所决定的平面是正南正北方向的子午面。某地天文子午面两次对向同一恒星的时间间隔叫做恒星日，恒星日是以恒星为参考的地球自转周期。

如果把时间单位，定义为某地天文子午面两次对向太阳圆面中心（即太阳圆面中心两次上中天）的时间间隔，则这个时间单位就称作真太阳日，简称真时，也叫视时。它是以太阳为参考的地球自转周期。

恒星日

恒星日总是比真太阳日要短一些。这是因为地球离恒星非常遥远，远到从恒星上看来，地球似乎是不动的，地球的公转轨道相对于如此遥远的距离已变作一个点了。从这些遥远天体来的光线是平行的，无论地球处于公转轨道上的哪一点，某地子午面两次对向某星的时间间隔都没有变化。比较起来，太阳离地球却近多了，从地球上看，太阳沿黄道自西向东移动，一昼夜差不多移动1度。 对于某地子午面来说，当完成一个恒星日后，由于太阳已经移动，地球自转也是自西向东，所以地球必须再转过一个角度，太阳才再次过这个子午面，既完成了一个真太阳日。

恒星日只在天文工作中使用，实际生活中我们所用的“日”是指昼夜更替的周期，显然更接近于真太阳日。根据真太阳日制定的时间系统称为“真太阳时”。