La aberración de la luz descubierta por James Bradley en 1728, que describe el desplazamiento aparente en forma de elipse de las estrellas sobre la cúpula celeste, en el curso de un año, junto con la medición de la primera paralaxis estelar (el desplazamiento angular aparente de una estrella) realizada por Friedrich Wilhelm Bessel en 1838, constituyen la confirmación experimental de la traslación de la Tierra alrededor del Sol.
La Tierra realiza una órbita entera en un período de un año: año sideral si se considera como el regreso de la Tierra a un mismo punto respecto a una estrella fija tomada como referencia; año tropical si se considera como el intervalo de tiempo entre dos equinoccios sucesivos. En ambos casos éstos duran aproximadamente 365 días y 6 horas.
En su movimiento de traslación la Tierra pasa a una distancia máxima de 157 millones de km del Sol en afelio, a una mínima de 142 millones de km en perihelio; la velocidad de revolución es de 30 km / s, aproximadamente, como se deduce a partir de la medición de la aberración de la luz estelar conocida la velocidad de la luz (unos 300.000 km / s).
- La órbita terrestre: la eclíptica
La trayectoria descrita por la Tierra en su movimiento de traslación, el movimiento mediante el cual nuestro planeta gira alrededor del Sol, es una eclipse (figura plana ovalada parecida a un círculo achatado) de la cual el Sol, precisamente ocupa uno de los dos focos, que son puntos simétricos que yacen sobre el eje mayor de la elipse. A la órbita terrestre se le da el nombre de eclíptica. Ésta está inclinada 23º 27' respecto al plano ecuatorial; a su vez, el eje terrestre está inclinado unos 66º 33' respecto al plano de la eclíptica.
- Solsticios y equinoccios
La inclinación del eje terrestre respecto a la eclíptica hace que las condiciones de insolación no sean constantes durante el año, por ello los rayos solares no son siempre perpendiculares al ecuador. Además, esto hace variar el círculo de iluminación, es decir, el círculo máximo que separa la parte iluminada de la oscura. Los momentos de máxima insolación del hemisferio boreal (norte) y el austral (sur) coinciden, respectivamente, con el solsticio de verano (21 o 22 de junio) y con el solsticio de invierno (21 o 22 de diciembre). En el solsticio de verano el círculo de iluminación está desplazado 23º 27' respecto al Polo Norte, cortando tangencialmente al Círculo Polar Ártico; el Polo Norte está, pues, completamente iluminado, mientras que el Polo Sur está a oscuras. Durante el solsticio de invierno sucede lo contrario, intercambiándose los papeles entre los dos hemisferios. Durante el solsticio de verano los rayos solares son perpendiculares al Trópico de Cáncer, mientras que durante el solsticio invernal lo son al Trópico de Capricornio. En los seis meses que pasan entre ambos solsticios la Tierra adopta todas las posiciones intermedias entre las dos descritas. De todas las posiciones son muy importantes los dos puntos medios a los que se llega después de tres meses de los solsticios: 20 o 21 de marzo y 22 o 23 de septiembre. En esas fechas, llamadas equinoccios, los rayos solares son perpendiculares al ecuador y el círculo de iluminación pasa por los polos, estableciendo una misma duración para el día que para la noche.
- La alternancia de estaciones
Las estaciones son los períodos de tiempo entre un equinoccio y un solsticio sucesivo y después entre éste y el equinoccio siguiente, y así sucesivamente. Así pues, la primavera es el período comprendido entre el equinoccio de primavera (20 o 21 de marzo) y el solsticio de verano (21 o 22 de junio), a partir del cual se entra en el verano, que termina con el equinoccio otoñal (22 o 23 de septiembre). El otoño va desde esta fecha hasta el solsticio de invierno (21 o 22 de diciembre) y el invierno se inicia con este solsticio y acaba con el equinoccio de primavera. Las estaciones están invertidas entre los dos hemisferios.
El caso particular de los polos: el día y la noche
Durante el equinoccio de primavera el día y la noche tienen la misma duración incluso en los polos, pero a partir de ese día en el Polo Norte la noche se vuelve cada vez más corta hasta desaparecer en el solsticio de verano en el cual el día dura 24 horas. A partir de este momento, la noche vuelve a aparecer, se alarga progresivamente hasta el equinoccio de otoño en el cual tiene la misma duración que el día, para después continuar alargándose hasta ser total durante el solsticio de invierno (24 horas): En el Polo Sur ocurre exactamente lo contrario. En los puntos exactos donde se encuentran los polos ocurre un fenómeno más extremo: durante los seis meses invernales se tiene noche total, ya que el Sol no sale nunca, mientras que durante los restantes seis meses se tiene el día total, ya que el Sol no se pone nunca.
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