Rođenje moderne astronomije dogodilo se tijekom 1500. i 1600. godine. Znanstvenik Johannes Kepler, koji je živio od 1571. do 1630. godine, ustanovio je da se planeti okreću oko Sunca, uspostavljajući tako jedan od dva primarna kretanja Zemlje. Sir Isaac Newton proširio je Keplerovo djelo, utvrđujući kako gravitacija utječe na kretanje planeta. Danas znamo da Zemlja ima dva primarna pokreta, rotaciju i revoluciju, koja su odgovorna za životne cikluse svih živih bića na Zemlji.
Rotacija
Prvo primarno gibanje Zemlje je rotacija. Zemlja se okreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, vrteći se oko svoje osi jednom u 24 sata. Zemlja se klima, okrećući se, slično vrtiću jer se rotacija zemlje događa pri laganom nagibu. Zemlja je nagnuta na približno 23,5 stupnjeva. Nagib Zemlje, dok se okreće, stvara različite gravitacijske sile na sjevernom i južnom polu.
Revolucija
Dok se zemlja okreće oko svoje osi, ona se također okreće u orbiti oko Sunca. Potrebno je točno 365 dana da Zemlja napravi jedno cjelovito putovanje oko Sunca - naša definicija godine. Zemlja slijedi kružnu stazu dok putuje oko Sunca u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Put koji Zemlja putuje stoga se naziva ravninom eliptične.
Učinci
Rotacija zemlje oko svoje osi odgovorna je za dnevno i noćno vrijeme. Kako sunce izlazi iz naše perspektive, mi se okrećemo prema suncu. Suprotno tome, sunce zalazi kako se okrećemo od sunca. Podne i ponoć su vremena kada je Zemlja na polovici svoje dnevne rotacije. Slično tome, dok se zemlja okreće u orbiti oko Sunca, dobivamo godišnja doba. Revolucija Zemlje u svemiru također je odgovorna za to zašto vidimo kako zvijezde mijenjaju svoj položaj na noćnom nebu tijekom cijele godine.
Varijacije
24-satna rotacija zemlje nije točna. Postoje male varijacije, obično samo nekoliko milisekundi, zbog kojih se raspon svakog dana razlikuje. Tijekom povijesti plimno trenje uzrokovalo je usporavanje rotacije Zemlje, što je lagano povećavalo duljinu dana. Nagib zemlje također varira, mijenja se između 24,5 i 21,5 stupnjeva dok se okreće oko svoje osi. Ova se varijacija događa tijekom vrlo dugog vremenskog razdoblja, otprilike 40 000 godina. Oblik Zemljine revolucije oko Sunca također je podložan promjenama u razdoblju od 100 000 godina. Vjeruje se da su ove varijacije u kretanjima Zemlje odgovorne za klimatske promjene koje se mogu vidjeti u fosilima iz ledenjačke i interglacijalne klime.