Sukimasis apie ašį. Daugelis reiškinių įtikinamai rodo, kad Žemė sukasi apie savo ašį. Reikšmingiausias jų – Fuko švytuoklės svyravimo plokštumos sukimasis, pirmą kartą pademonstruotas 1851 m. Paryžiuje. Jeigu be sunkio jėgos svyruoklės neveikia jokia kita jėga, tai jos svyravimo plokštuma erdvėje turi nesikeisti. Pakabinę svyruoklę, pavyzdžiui Šiaurės ašigalyje, pastebėtume, jog per valandą jos svyravimo plokštuma pasisuka iš rytų į vakarus laikrodžių rodyklių kryptimi 15 laipsnių. Iš tikrųjų sukasi ne svyravimo plokštuma, o Žemė po svyruokle. Pietų ašigalyje regimoji svyravimo plokštuma suktųsi prieš laikrodžio rodyklių kryptį. Jei Fuko svyruoklę pakabintume kur nors Lietuvoje ir paleistume svyruoti išilgai dienovidinio, tai svyravimo plokštuma suktųsi valandiniu greičiu ω=15 laipsnių (čia ω – vietos geografinė plokštuma).
Kadangi Žemė yra elipsoido formos, o jos ašis nestatmena ekliptikos ir Mėnulio regimojo skriejimo plokštumoms, tai Žemės ašies kryptis erdvėje periodiškai kinta. Žinome, kad Žemės ašis su ekliptikos plokštuma sudaro 66°33´ kampą (tas kampas šiuo metu didėja 0″,47 per metus), dėl to ji slenka paviršiumi kūgio, kurio ašis statmena ekliptikai. Šios Žemės ašies precesijos periodas lygus beveik 26000 metų. Taigi kasmet ašies kryptis pasikeičia 50″,26 (tai bendrosios metinės precesijos konstanta). Dabar dangaus šiaurinį ašigalį skiria nuo Šiaurės Žvaigždės – Mažųjų Grįžulo ratų α – mažiau kaip 1 laipsnio kampas. Po 8000 metų Šiaurinė žvaigždė bus Kefėjo α.Mėnulio skriejimo aplink Žemę orbitos plokštuma nesutampa su ekliptika ir sudaro su ja 5°9´ kampą. Dėl to Žemės ašis slenka kūgio paviršiumi šiek tiek svyruodama. Tai ašies nutacija. Pastebėta, kad viename dienovidinyje bet priešingose Žemės pusėse esančių vietovių geografinės platumos periodiškai keičiasi priešinga kryptimi kampu, lygiu iki 0″, 3. Tai reiškia, kad Žemės ašigaliai nėra pastovūs taškai. Skiriami du ašigalio slinkimo periodai: 14 ir 12 mėnesių. Pirmasis periodas – natūralus Žemės svyravimų periodas, kurio ilgis priklauso nuo Žemės vidinės sandaros. Antrasis periodas siejasi su metiniais oro bei vandens masių poslinkiais šiaurės – pietų kryptimi. Be to, Šiaurės ašigalis slenka Šiaurės Amerikos kryptimi apie 11 cm per metus.
Pagal labai tiksliai einančių kvarcinių bei kvantinių laikrodžių parodymus buvo nustatyta, kad Žemė sukasi apie savo ašį netolygiai. Kadangi Mėnulis skrieja aplink Žemę daug mažesniu kampiniu greičiu už jos sukimąsi apie ašį., tai jis sukeldamas slenkančius potvynius stabdo Žemę. Dėl to jos para per šimtmetį pailgėja apie 0,0024 s. Be to Žemės apsisukimo periodas kartais suoliškai pakinta iki 0,004 s. Pagaliau dėl sezoninių vandens bei oro masių posinkių paros ilgis gali keistis iki 0,001 s. Dėl visų šių priežasčių paros ilgis, kaip laiko vienetas nebetinka labai tiksliems matavimams. Todėl 1956 metais Tarptautini matų biuras įvedė pastovų efemeridinį laiko matavimą ir naujai apibrėžė pagrindinį laiko matavimo vienetą – sekundę. Sekundė yra 1/31 556 925, 9747 atogrąžinių 1900 metų dalis. Astronominiuose metraščiuose naudojamas efemeridinis laikas. Norint gauti pasaulinį netolyginį laiką, reikia žinoti skirtumą tarp efemeridinio ir pasaulinio laiko. 1970 m tas skirtumas buvo lygus 38 sekundėms. Nusakyti iš anksto tą skirtumą bet kuriems vėlesniems metams negalima, nes nėra žinomi visi būsimi Žemės sukimosi apie ašį pakitimai. Tas skirtumas randamas pagal Mėnulio ir kitų šviesulių stebėjimus per praėjusius metus.
Žemė yra viena saulės sistemos planetų ir skrieja aplink Saulę. Pirmasis šią prielaidą įtikinamai įrodė Mikalojus Kopernikas (1473-1543). Jo laikais svarbiausias argumentas šiam teiginiui įrodyti buvo paralaksinis planetų judėjimas. Jau žymiai vėliau , 19 amžiaus ketvirtame dešimtmetyje, buvo išmatuoti pirmieji žvaigždžių paralaksai, susidarantys Žemei skriejant aplink Saulę. Prieš tai 1725 metais anglų astronomas Bredlis atrado šviesos aberaciją, kurios dydis priklauso nuo šviesos ir Žemės skriejimo aplink Saulę greičio santykio. Žvaigždė esanti prie ekliptikos poliaus, dėl aberacijos brėžia kreivę kurios vidutinis spindulys 20″50. Žinant šį spindulį ir šviesos greitį, galima apskaičiuoti Žemės skriejimo aplink Saulę vidutinį greitį v=29,765 km/s.
Ryškiausias Žemės skriejimo aplink saulę įrodymas – periodiškas žvaigždžių ypač regimų netoli ekliptikos, spektro linijų pasislinkimas į raudonąjį ar violetinį jo galą. Iš šių poslinkių dydžio taip pat galima nustatyti vidutinį Žemės skriejimo greitį.
Pagal Žemės skriejimo aplink Saulę orbitą ir apskriejimo laiką apskaičiuojame vidutinį Žemės centro nuotolį nuo saulės centro – atstumų astronominį vienetą. Remiantis trečiuoju keplerio dėsniu astronominį vienetą galima apskaičiuoti išmatavus nuotolį tarp Žemės ir artimesnių planetų orbitų. Nuotolį tarp Žemės ir Veneros arba Marso tiksliau negu paralaksiniu metodu galima nustatyti radiolokacijos priemonėmis. Šitaip buvo nustatyta kad vidutinis atstumas tarp Žemės ir Saulės lygus 149 599 300 plius minus 2000 km. Praktikoje vartojama apytikslė šio astronominio vieneto reikšmė: 149 600 000 km.Tikroji Žemės orbita yra ne apskritimas bet elipsė kurios ekscentricitetas 0,017. Todėl mažiausias atstumas nuo Žemės iki saulės perihelyje – 147,117 mln km sausio 2-5 dienomis ir didžiausias afelyje 152,083 mln km liepos 1-5 dienomis.
Kosm. kūno padėties dangaus sferoje regimasis pokytis dėl stebėtojo vietos kitimo. Parinį paralaksą sukelia Žemės sukimasis apie ašį, metinį paralaksą – Žemės skriejimas aplink Saulę, šimtmetinį paralaksą – Saulės sistemos judėjimas Galaktikoje. Pagal paralaksą nustatomas atstumas iki stebimo kosm. kūno. Parinis paralaksas lygus kampui, kurio virрūnė yra kosm. kūno centras, o kraštines sudaro kryptys į Žemės centrą ir stebėjimo vietą Юemės paviršiuje. Parinis paralaksas yra didžiausias, jei kosm. kūnas yra stebėjimo vietos horizonte, ir lygus nuliui – jei zenite. Iš horizontinio parinio paralakso nustatomas atstumas iki Saulės sistemos kūnų (Saulės šis paralaksas lygus _8.79″, Mėnulio – 57_2.61″). Metinis paralaksas lygus stačiojo trikampio, kurio viršūnėse yra Saulė, Žemė ir Žvaigždė, smailiajam kampui prie žvaigždės; trikampio įžambinė lygi atstumui tarp Saulės ir žvaigždės, mažasis statinis – Žemės orbitos didžiajam pusašiui. Dėl didelio žvaigždžių nuotolio nuo Saulės (>1 šm) jų metiniai paralaksai <1″; pvz. Kentauro Proksimos 0.762″, Barnardo žvaigždės 0.546″, Sirijaus 0.376″, Vegos 0.123″. žvaigždės nuotolis, išreikštas parsekais, lygus jos metinio paralakso, išreikšto lanko sekundėmis, atvirkštinei vertei.
Šimtmetinis paralaksas lygus kampo, kuriuo žvaigždė paslenka dangaus sferoje per 1 metus dėl Saulės sistemos skriejimo žvaigždės atžvilgiu, projekcijai į kryptį, statmenа Saulės sistemos judėjimo krypčiai. Kadangi žvaigždės turi ir savojo judėjimo greitį, nustatomas tik statistiškai didelės žvaigždžių grupės šimtmetinis paralaksas.