La Terra ruota sul proprio asse e segue un'orbita ellittica intorno al Sole.

A causa della rotazione terrestre, il Sole sembra muoversi nel cielo da est a ovest.

La rotazione determina il giorno e la notte e una rotazione completa rispetto al Sole prende il nome di giorno solare, vero o apparente.

Quest'ultimo è variabile, ma la media aritmetica di tutti i giorni solari di un anno determina il giorno solare medio di 24 ore.

Il giorno solare medio viene universalmente usato per regolare tutte le azioni della vita sociale.

Può essere ottenuto dal tempo solare vero e proprio correggendo l'osservazione esatta del Sole per ottenere un'uniformità di tempo, ma quando è richiesta un'alta precisione, il tempo solare medio viene calcolato in rapporto al tempo sidereo.

Tali rapporti sono estremamente complicati, ma a scopo pratico si possono considerare nel modo seguente:

il tempo sidereo è la misura del tempo definita dal moto diurno dell'equinozio di primavera, e si determina osservando il transito delle stelle sullo stesso meridiano; una rotazione completa della Terra relativa all'equinozio viene detta giorno sidereo.

Il giorno sidereo medio è pari a 23 ore, 56 minuti e 4,091 secondi di tempo solare medio; l'anno civile comincia a mezzanotte esatta ora locale nella notte tra il 31 dicembre e il 1° gennaio; il giorno e il mese civili iniziano anch'essi a mezzanotte secondo l'orologio; l'intervallo di tempo necessario alla Terra per compiere una rivoluzione completa intorno al Sole corrisponde all'anno sidereo;

l'anno tropico, da cui dipende il succedersi delle stagioni, è l'intervallo tra due passaggi consecutivi del Sole all'equinozio di primavera.

Nel gennaio del 1972 il Bureau International des Poids et Mesures di Parigi ha introdotto il tempo atomico internazionale (TAI).

Nel 1956 l'unità di intervallo del tempo era stata definita identica al secondo del tempo di Effemeride, 1/31.556.925,9747 dell'anno tropico per il gennaio 1990.

Nel 1964 si era adottata una definizione del secondo basata su una transizione quantica del cesio (secondo atomico).

Nel 1967 il secondo atomico era stato adottato come unità di intervallo di tempo per il Sistema Metrico Unitario Intemazionale.

L'ora media si calcola in base all'ora di Greenwich, in Inghilterra, località per la quale passa il Meridiano fondamentale della longitudine.

Il mondo suddiviso in 24 fusi orari di un'ora ciascuno, a 15 gradi di distanza uno dall'altro.

Il meridiano di Greenwich (zero gradi) è al centro del primo fuso orario, e i fusi a est sono numerati da 1 a 12, con un meno che indica il numero di ore da sottrarre per ottenere l'ora di Greenwich.

Ogni fuso orario si estende per 7° 30' su entrambi i lati del proprio meridiano centrale.

I fusi orari a ovest sono numerati in modo analogo, preceduti però da un più, che indica il numero di ore da addizionare per ottenere l'ora di Greenwich.

Mentre i fusi orari sono in genere validi per le zone marittime, va notato che l'ora media in molti Paesi non coincide con il fuso orario.