恒星日与太阳日的区别在于选择目标不同，前者以恒星为目标计算，后者以太阳为目标计算，这是问题的关键。
地球在不停地自转，同时绕太阳不停公转，天体东升西落现象，实际是地球自转的现象。地球自转的周期，也就是天体周日运行的周期。太阳和其他恒星周日运行的周期并不相同，所以地球自转的同期也就有了太阳日和恒星日的区别。恒星日:当地球位于E1时注意E1、P点和某一遥远的恒星A点在一直线上，当地球自转一周360°，即从E1到E2，A的位置似乎到了B点，（实际未动，因太遥远）这时E2、P和B点仍在一直线上，这段时间即为一恒星日，这是地球自转的真正周期，时间间隔（即E1、P、A与E2 、P、B之间的时间）是23小时56分4秒。太阳日:当地球自转一周，由E1PS至E2PS时，所需时间间隔是24小时，叫做一个太阳日，太阳日并不是地球自转的真正周期，而是太阳连续两次经过同一子午线平面的时间间隔，因为地球在自转时同时公转，自转一周需用23小时56分4秒，公转时转了59秒，需用3分56秒，时间，自转加上公转用的时间共24小时，所以一个太阳要比一个恒星日多出3分56秒的时间（约4分钟）。