Už v dávnych dobách si ľudia pri pozorovaní hviezdnej oblohy všimli, že cez deň slnko a na nočnej oblohe - takmer všetky hviezdy - z času na čas opakujú svoju cestu. To naznačuje, že tento jav má dva dôvody. Buď sa Zem otáča okolo Slnka na pozadí pevnej hviezdnej oblohy, alebo sa obloha otáča okolo Zeme. Claudius Ptolemaios, vynikajúci starogrécky astronóm, vedec a geograf, zrejme vyriešil tento problém tým, že všetkých presvedčil, že Slnko a obloha sa točia okolo nehybnej Zeme. Napriek tomu, že geocentrický systém nedokázal vysvetliť mnohé astronomické javy, zmierili sa s tým.
Heliocentrický systém založený na inej verzii si získal uznanie v dlhom a dramatickom boji. Giordano Bruno zomrel na hranici, zostarnutý Galileo rozpoznal „správnosť“inkvizície, ale „… veď sa to otáča!“
Dnes sa rotácia Zeme okolo Slnka považuje za úplne preukázané. Najmä pohyb našej planéty po cirkumsolárnej dráhesa dokazuje aberáciou hviezdneho svetla a paralaktickým posunom s periodicitou rovnajúcou sa jednému roku. Dnes sa zistilo, že smer rotácie Zeme, presnejšie jej barycentra, pozdĺž obežnej dráhy sa zhoduje so smerom jej rotácie okolo svojej osi, to znamená, že prebieha od západu na východ.
Je veľa faktov, ktoré naznačujú, že Zem sa vo vesmíre pohybuje po veľmi zložitej obežnej dráhe. Rotácia Zeme okolo Slnka je sprevádzaná jej pohybom okolo osi, precesiou, nutačnými osciláciami a rýchlym letom spolu so Slnkom po špirále v rámci Galaxie, ktorá tiež nestojí.
Rotácia Zem okolo Slnka, podobne ako ostatné planéty, prechádza po eliptickej dráhe. Preto je Zem raz za rok 3. januára čo najbližšie k Slnku a raz, 5. júla, sa od neho vzďaľuje na najväčšiu vzdialenosť. Rozdiel medzi perihéliom (147 miliónov km) a aféliom (152 miliónov km) v porovnaní so vzdialenosťou od Slnka k Zemi je veľmi malý.
Naša planéta sa pohybuje po cirkumsolárnej dráhe rýchlosťou 30 km za sekundu a obeh Zeme okolo Slnka sa dokončí za 365 dní 6 hodín. Toto je takzvaný hviezdny rok. Pre praktické pohodlie je zvykom uvažovať o 365 dňoch v roku. „Dodatočných“6 hodín za 4 roky dáva dokopy 24 hodín, teda jeden deň navyše. Tieto (bežiace, extra) dni sa pripočítavajú k februáru raz za 4 roky. Preto v našom kalendári 3 roky zahŕňajú 365 dní a priestupný rok - štvrtý rok obsahuje 366 dní.
Os vlastnej rotácie Zeme je naklonená k orbitálurovine pri 66,5°. V tomto ohľade počas roka slnečné lúče dopadajú na každý bod zemského povrchu pod
th rohy. V rôznych obdobiach roka teda body na rôznych pologuliach Zeme dostávajú súčasne nerovnaké množstvo svetla a tepla. Z tohto dôvodu majú ročné obdobia v miernych zemepisných šírkach výrazný charakter. Zároveň počas celého roka dopadajú slnečné lúče na rovníku na Zem pod rovnakým uhlom, takže ročné obdobia sa tam od seba mierne líšia, klesajú až k 23,5° zemepisnej šírky. Preto od rovníka po 66,5° sa deň stáva dlhším ako noc. Na sever od zemepisnej šírky 66,5° je polárny deň.
