Il giorno stellare è il “vero” periodo di rotazione della Terra, cioè un periodo di rotazione misurato rispetto a corpi celesti molto lontani (galassie, quasar) presi come riferimento (vedi ICRS). Ha una durata di circa $23^{h} 56^{m} 4,0989^s$ di tempo solare medio (UT1) ed è 8.4 millesimi di secondo più lungo del giorno siderale perché il punto gamma, su cui si basa la misura di quest’ultimo, compie un moto retrogrado lungo l’eclittica di circa 50,25 secondi d’arco all’anno, rispetto agli stessi riferimenti (vedi precessione).