地球自转一周只需23小时56分4.09秒，结合公转影响，全年中仅有4天的时间刚好等于精确的24小时。
人们通常认为一天恰好是24小时，但这个时间其实只是全年每日时长的平均值。事实上，24小时既不能精确描述地球自转一周所需的时间，也不能完全代表日常经历的每一天。一年之中，真正持续时间正好等于24小时的日子其实只有4天。
在天文学中，一天的定义并非地球自身旋转360度所需的时间，而是太阳连续两次经过天空同一相对位置的时间间隔。地球在围绕太阳公转的同时也在绕轴自转。当地球完成一次360度的完整自转时，它在公转轨道上也向前移动了一段距离。因此，为了让太阳重新回到天空中的同一位置，地球必须多旋转大约0.9856度。
地球旋转360度所需的真实时间被称为“恒星日”，具体为23小时56分4.09秒。而加上额外补齐的0.9856度旋转，相当于增加了大约235.91秒(即3分55.91秒)，这使得平均“太阳日”达到了常规的24小时。如果在夜晚拍摄夜空星轨，要获得一个完整的360度闭合圆环，曝光时间只需要23小时56分4.09秒即可，而不需要整整24小时。
然而，每日太阳日的具体长度在一年中会发生波动，导致大多数日子要么长于24小时，要么短于24小时。这种波动的第一个原因是地球的公转轨道并非完美圆形，而是椭圆形。根据开普勒第二定律，天体在近日点运行速度较快，在远日点运行速度较慢。当地球在1月运行至近日点附近时，其公转速度约为30.3公里/秒；而在7月运行至远日点附近时，公转速度则降至29.3公里/秒。公转速度的变化直接改变了地球每天需要额外旋转补齐的角度与时间。
第二个原因则是地球自转轴倾角的存在。结合地轴倾角与椭圆轨道的共同作用，如果在一年中每天同一时刻记录太阳在天空中的位置，太阳会勾勒出一个稍显拧转的“8”字形轨迹，这一现象在天文学上被称为“日行迹”。由于公转速度变化与地轴倾角共同影响了时间的测量，只有在时间方程斜率为零的特定4个时刻，一天的实际持续时间才精准地等于24小时。
