地球的運動是在變化著的，而且極不穩(wěn)定.天體物理學的計算，證明了地球自轉速度正在變慢.科學家解釋說，這是由于月球和太陽對地球的潮汐作用引起的.石英鐘的發(fā)明，使人們能更準確地測量和記錄時間.通過石英鐘計時觀測日地的相對運動，發(fā)現(xiàn)在一年內地球自轉存在著時快時慢的周期性變化：春季自轉變慢，秋季加快.

科學家經(jīng)過長期觀測認為，引起這種周期性變化的原因與地球上的大氣和冰的季節(jié)性變化有關.此外，地球內部物質的運動，如重元素下沉向地心集中、輕元素上浮、巖漿噴發(fā)等，都會影響地球的自轉速度.除了地球的自轉外，地球的公轉也不是勻速運動的.這是因為地球公轉的軌道是一個橢圓，最遠點與最近點相差約500萬千米.當?shù)厍驈倪h日點向近日點運動時，離太陽越近，受太陽引力的作用越強，速度越快.由近日點到遠日點時則相反，運行速度減慢.

還有，地球自轉軸與公轉軌道并不垂直；地軸也并不穩(wěn)定，而是像一個陀螺在地球軌道上做圓錐形的旋轉.地軸的兩端并非始終如一地指向天空中的某一個方向，如北極點，而是圍繞著這個點不規(guī)則地畫著圓圈.地軸指向的這種不規(guī)則，是地球運動所造成的.科學家還發(fā)現(xiàn)，地球運動時，地軸向天空畫的圓圈并不規(guī)整.就是說地軸根本就不是在圓圈上移動，而是在圓圈以外做周期性的擺動，擺幅為9′.由此可以看出，地球的公轉和自轉是許多復雜運動的組合，而不是簡單的線速或角速運動.