地球的周期性运行分为自转运动和围绕太阳的公转运动。
地球自转：以太阳系外遥远恒星为参考系，地球自转一周需用23小时56分4秒，运行角度为360°，为1恒星日。这是真正的地球自转周期。以太阳为参考系，地球自转一周需时24小时整，运行角度为360°0′59″，为1太阳日。
地球自转的周期不是恒定的，是变化的。这个变化既有长期变化，也有短周期变化。从长期变化来说，地球自转周期长期减慢。这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1～2毫秒（约合每35,000年增长1秒）。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。科学家发现在3.7亿年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天左右，而在6亿多年前，地球上一年大约有424天。从短周期变化来说，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快。此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20～25毫秒，主要是由风的季节性变化引起的。
地球公转：地球绕太阳公转一周所需要的时间，就是地球公转周期。地球公转360°的时间，是地球公转的真正周期，为1恒星年。恒星年长度为365.2564日，即365日6小时9分10秒。地球公转的春分点周期为1回归年。即视太阳中心在黄道上，连续两次通过春分点的时间间隔。回归年长度为365.242199174日，即365日5时48分46秒。回归年不是地球公转的真正周期，只表示地球公转了359°59′9″.71的角度所需要的时间。由于太阳对地球潮汐锁定效应，地球的公转速度应该也在缓慢变低，公转周期在延长。但目前尚无明确数据。