在無邊無際的太空中，地球一方面繞太陽公轉，一方面又繞貫穿地球南北極的軸線象陀螺般地自轉，它自轉的速度相對於太陽來說，每天自轉一周。億萬年來，地球不停地自轉著。很少有人懷疑地球自轉速度會有什麼變化。
但是，宇宙間從來就沒有一成不變的事物，地球的自轉速度也是這樣，它是有變化的。只是這種變化十分細微，要積累很長很長時間的觀測才能夠發現。
根據觀測，地球自轉速度有三種變化第一種是長期變化，它使地球在100年中，平均每天長度增加0.0015秒；第二種是不規則變化，這種變化時快時慢，快和慢持續的時間不等，出現也不規律，有時持續好幾年。在過去200年中，一天的總長度平均變化了約0.01秒；還有一種是周期性變化，即在一年的某一個時期自轉加快，另一個時期自轉減慢，這種變化使每天時間長度平均變化約0.0005秒。上面這三種變化即使疊加起來，也是很細微的，難怪我們一般察覺不到了。
為什麼地球自轉速度會有變化呢？
歸納起來，有兩類原因∶一類是地球本身的"自轉慣性"有變化；一類是影響地球自轉的外界作用有變化。
一個物體的自轉慣性，與物體各部分離開自轉軸的距離分布有關。我們可以做一個簡單的實驗來說明它。
請你仰面平躺在一張可以自由旋轉、摩擦力很小的轉凳上，我使勁地推你一下，使你和轉凳一起以不很快的速度繞垂直軸旋轉。在轉動幾秒鐘後，請你從平躺的姿態自動改為坐起來的姿態。這時你和轉凳的自轉速度，就會突然變快到約三倍左右。
在這個實驗中，除了一開始我推了你一下外，並沒有另外對你施加作用，為什麼在你坐起來後的自轉速度會加快呢？這是因為在平躺時，你的頭、胸、腿離開自轉軸較遠，這時你的"自轉慣性"較大，不易發生很快的自轉。一旦坐起來，你的頭、胸、腿移近了自轉軸，總的質量分布都更靠近了自轉軸，使"自轉慣性"變小，轉動較為容易，於是自轉速度也就自然會變快了。
地球自轉速度的變化也有類似的現象。例如當地殼發生了大的調整，使地殼形狀有較大變化，有的部分突出了高聳的新山脈時；日月的引力使大氣和海洋的潮汐特別高漲時；極地冰蓋融化變薄，融成的液態水大量補充到赤道洋面上去時；都會改變地球距自轉軸的質量分布，使其距離總的變大，並增大地球自轉慣性，促使地球自轉速度變慢。反之，當減小地球自轉慣性時，就會促使地球自轉速度加快。
在影響地球自轉速度的外界作用中，我們特別值得注意的是大氣對地球自轉速度的影響。