Timpul sideral se referă la lungimea zilelor și la alte măsurători ale timpului cu privire la alte stele decât soarele nostru. În timp ce o zi solară durează 24 de ore, o zi siderale este cu aproximativ patru minute mai scurtă. În viața de zi cu zi, timpul solar este întotdeauna folosit, dar astronomii consideră adesea util să folosească timpul sideral atunci când exprimă mișcarea aparentă a stelelor pe cer, așa cum se observă de pe pământ. Cuvântul „sideral” provine din cuvântul latin sider, care înseamnă „stea”.
Deoarece pământul orbitează în jurul soarelui în timp ce acesta se rotește, pământul trebuie să se rotească puțin mai mult de o rotație completă pe axa sa pentru a finaliza o zi solară. Într-o zi, pământul se mișcă printr-o mică parte a orbitei sale în jurul soarelui, modificând ușor unghiul aparent la care soarele se confruntă cu pământul. Această mică adăugare de aproximativ un grad la unghiul soarelui înseamnă că pământul trebuie să se rotească pentru încă patru minute pentru a „prinde din urmă” locul în care soarele strălucea cu exact o rotație în urmă.
Cu toate acestea, deoarece stelele, altele decât soarele nostru, sunt în mare parte foarte îndepărtate, este nevoie doar de o rotație completă de 360 de grade până când o stea îndepărtată se întoarce la punctul său de pornire deasupra pământului. Această rotație de 360 de grade se numește zi sideală și durează 23 de ore, 56 de minute și patru secunde. Într-o zi solară, Pământul se rotește cu aproximativ 361 de grade pe axa sa, durand 24 de ore.
Astronomii folosesc adesea timpul sideral pentru că sunt preocupați de cât de mult îi ia pământului să se învârtească, în raport cu stelele îndepărtate, mai degrabă decât cu Soarele. Timpul sideral ne oferă o modalitate de a măsura timpul care nu depinde de soare. Acest lucru înlătură o ușoară complicație matematică și se concentrează exclusiv pe cât de mult ia pământului să se rotească la 360 de grade în raport cu stele.
Pentru un astronom, cerul este ca o hartă, împărțită în 24 de ore. Timpul sideral îi ajută pe acești oameni de știință să determine unde se află o anumită stea sau un set de stele, la un moment dat. Diferența dintre timpul solar și cel sideral nu este mult peste o oră sau o zi, dar se adună la o diferență foarte mare pe o perioadă de luni și ani. Acest lucru poate fi observat chiar și fără telescop. Dacă o persoană ar privi sau fotografia cerul nopții la aceeași oră în fiecare noapte, ar observa că stelele în ansamblu se deplasează spre vest în timp.