On distingue le temps solaire moyen et le temps solaire vrai. Le temps solaire moyen est fondé sur un soleil fictif qui se déplacerait autour de l'équateur à vitesse constante tout au long de l'année. Cette vitesse moyenne est d'un tour en 24 heures. Le temps solaire vrai est une mesure du temps basée sur le déplacement apparent du Soleil au cours de la journée. Le temps solaire vrai en un lieu et à un moment donné est l'angle horaire du soleil en ce lieu et à ce moment.
vignette|Animation montrant la rotation de la Terre vers l'Est. thumb|Cette photographie en pose longue du ciel nocturne dans l’hémisphère nord au-dessus de l’Himalaya népalais montre les trajectoires apparentes des étoiles lors de la rotation de la Terre. La rotation de la Terre est le mouvement de la Terre sur elle-même autour de l'axe des pôles géographiques qui relie le pôle Nord au pôle Sud. Il a été énoncé pour la première fois par l’astronome grec Philolaos de Crotone, au De plus, la Terre, comme chaque planète du système solaire, tourne autour du Soleil, dans un mouvement appelé la révolution.
vignette|Horloge hydraulique de Ctésibios () , d'après Claude Perrault ((). Une horloge hydraulique est une horloge d'un ancien type, qui permet d'indiquer l'heure à partir de l'écoulement, à travers un petit orifice, d'un liquide contenu dans un récipient. Dès l'origine, dans l'Antiquité, le liquide employé est l'eau, d'où quelquefois l'appellation « horloge à eau ». Plus tard on a pu trouver des horloges à mercure, notamment dans les écrits arabes ou chinois, mais le fait est anecdotique semble-t-il.
L'année tropique, ou année équinoxiale ou encore année solaire, correspond à la périodicité des saisons terrestres : elle est définie comme l'intervalle de temps au bout duquel la position apparente du Soleil vue de la Terre, définie par la longitude moyenne du Soleil sur son orbite apparente (voir écliptique), revient à la même valeur. C'est la durée moyenne qui sépare le commencement des différentes saisons. Cette notion de durée moyenne est importante, car la vitesse de la Terre sur son orbite n’est pas uniforme, car cette dernière est une ellipse.
vignette|Le Soleil vu de Lamlash, Ecosse () le à , heure locale temps. La position du Soleil dans le ciel est fonction à la fois du temps et de l'emplacement géographique de l'observation à la surface de la Terre. Alors que la Terre orbite autour du Soleil au cours d'une année, le Soleil semble se déplacer par rapport aux étoiles fixes de la sphère céleste, le long d'une trajectoire circulaire appelée écliptique.
vignette|Printemps : passer de l'heure d'hiver à l'heure d'été – l'horloge est avancée d'une heure (le dernier dimanche de mars à , pour l'Europe). vignette|Automne : passer de l'heure d'été à l'heure d'hiver – l'horloge est retardée d'une heure (le dernier dimanche d'octobre à , pour l'Europe). L’heure d'été est un système consistant à ajuster l'heure locale officielle, en ajoutant une heure à l'heure normale (appellée alors « heure d'hiver ») pour une période allant généralement du début du printemps au milieu de l'automne, ce qui a pour effet de retarder l'heure à laquelle le Soleil se lève et se couche.
vignette|upright=1.5|L’heure dans le monde par rapport à UTC. Le temps universel coordonné ou UTC (coordinated universal time) est une échelle de temps adoptée comme base du temps civil international par la majorité des pays du globe. UTC est une échelle de temps comprise entre le temps atomique international (TAI) qui est stable mais déconnecté de la rotation de la Terre et le temps universel (TU), directement lié à la rotation de la Terre et donc lentement variable.
L'héliocentrisme est une théorie physique qui s'oppose au géocentrisme en plaçant le Soleil (plutôt que la Terre) au centre de l'Univers. D’après les variantes plus modernes, le Soleil n'est plus le centre de l'Univers, mais un point relatif autour duquel s'organise notre propre Système solaire. Même si le sens de cette affirmation a varié depuis les premières théories héliocentriques, ce modèle reste globalement accepté pour décrire le Système solaire.
L’astronomie mésopotamienne désigne les théories et les méthodes astronomiques développées dans l’ancienne Mésopotamie, en particulier durant le en Assyrie (nord de l'Irak actuel) et en Babylonie (sud de l'Irak), étudiant les phénomènes célestes réguliers. La première démarche nécessaire à la construction d'un savoir astronomique était l'observation des phénomènes astraux, donc une démarche empirique.
vignette|Horloge atomique commerciale à césium ayant servi à réaliser le temps légal français dans les années 1980 et comme référence pour l'horloge parlante. vignette|Horloge atomique à césium, vue interne. Une horloge atomique est une horloge qui utilise la pérennité et l'immuabilité de la fréquence du rayonnement électromagnétique émis par un électron lors du passage d'un niveau d'énergie à un autre pour assurer l'exactitude et la stabilité du signal oscillant qu'elle produit.
