Il giorno, come unità di misura del tempo, ha diverse accezioni.
Il giorno siderale o giorno sidereo è il tempo che intercorre tra due passaggi consecutivi della medesima stella al meridiano di un determinato luogo. Esso è il periodo del moto diurno di rotazione della sfera celeste, nonché del moto di rotazione della terra rispetto alla posizione media delle stelle visibili. È quindi influenzato nella sua durata solo da due fattori:
un lentissimo allungamento dovuto all'interazione mareale con la Luna;
oscillazioni irregolari dovute a variazioni del momento d'inerzia della Terra, ad esempio per lo scioglimento stagionale di masse di ghiaccio alle alte latitudini.
Un giorno siderale è pari a 23 ore 56 minuti e 4 secondi circa.
Il giorno solare vero è il tempo che intercorre tra due culminazioni consecutive del sole su di un determinato meridiano. È leggermente più lungo di un giorno sidereo perché la Terra, mentre gira su sé stessa, orbita attorno al Sole nello stesso senso della rotazione. Ne consegue che, dopo una rotazione "assoluta", il meridiano considerato non è più rivolto esattamente verso il Sole, ma lo sarà dopo che la Terra avrà ruotato su sé stessa di un angolo uguale a quello percorso sull'orbita. Il giorno solare non è costante di durata perché la velocità (anche angolare) sull'orbita varia, in base alla seconda legge di Keplero: il giorno ha quindi durata massima al perielio, attualmente in gennaio, e minima all'afelio, in luglio.
Il giorno solare medio, durata media dei giorni solari durante l'anno, è usato per fini civili. Il giorno solare è pari a 24 ore ovvero 86 400 secondi.