我们知道地球上太阳东升西落的一天就是地球自转了一周。其实太阳在黄道上运行的速度并不均匀，又因黄道和天赤道不在同一平面内，所以一年中真太阳日的长短是不一样的，用它来计时并不方便。在天文学中为了弥补这一缺陷，就假想有一天体在天球赤道上以匀速由西向东运行；此速度等于太阳在黄道上运行的平均速度。这个假想的天体，称为“平太阳”。在一年内真太阳日的平均值我们叫平太阳日。在1960 年以前，世界度量衡标准会议（CIPM）以地球自转为基础，定义以平均太阳日之86400分之一作为秒定义，即 1秒 = 1/86400 平均太阳日。

然而地球自转并不稳定，在过去的几十年里，地球的自转速度其实是在不断地减慢，在过去的50年里，一个平太阳日的时间慢于24小时（即长于86400秒）。

然而在2020年，这一长期存在的自转变慢趋势被逆转了，现在一天的时长经常会短于86400秒。在2020年7月19日这一天，地球的时长比24小时整缩短了1.4602毫秒，这是有记录以来地球经历的最短的一天。

科学家发现地球自转存在不均匀性，主要归纳有三种变化：长期减慢，不规则变化和季节性周期变化。由于地球受月亮和太阳引力潮汐作用的影响，自转速率呈现长期变慢趋势。大家都知道，现在的日长是大约24小时。通过对珊瑚化石生长线的研究表明，在远古的地质年代，地球自转速率较快。3.7亿年前的泥盆纪，一年约有400天；5.4亿年前的寒武纪，一年约有420天。日长由寒武纪的不足21小时，逐渐变长到现在的24小时。这个长期趋势还在持续，“日长”大约每百年会增加1.6毫秒左右。

地球自转速率除了长期减慢外，还存在着不规则变化，也称为地球自转速率的偶然性起伏。这种不规则变化似乎没有一定的规律，有时变快，有时变慢。在几十年或更长的时间跨度上，不规则变化和长期减慢变化的大小是同样的量级；在几年到十年期间的变化幅度，可能会达到长期变化的10几倍；在几个星期到几个月期间的变化幅度，可能会达到长期变化的100倍。

对产生地球自转不规则变化的机制，目前并没有一个普遍认可的定论。目前的一些力的变化，如太阳和月亮的引力、地面上的大气、洋流等，都不足以引起地球自转的不规则变化。现在天纵君（SKYLABS）可以看到的一种解释是，比较激烈的变化是由于太阳风力矩或与地磁场耦合等因素引起的，事实上我们地球的磁场方向也是在改变中的，这又与地核内部液体金属流动有所关联。