On peut se donner un point de repère bien précis, et mesurer le temps qu'il faut à un astre pour y revenir après un tour du ciel. Habituellement, ce point de repère bien précis est la direction du Sud (qui est elle-même contenue dans la ligne imaginaire appelée méridien).
On constate alors que chaque étoile met 23 heures, 56 minutes et 4,09 secondes pour revenir au niveau du point cardinal Sud. C'est le jour sidéral. Il correspond en fait au temps que met la Terre pour accomplir un tour sur elle-même.
Le Soleil semble retarder sur les étoiles, car il s'écoule 24 heures entre deux retours en face du Sud. Ces 24 heures sont par définition la durée du jour solaire. Le Soleil ne se déplace pas au même rythme que les étoiles car la Terre tourne autour du Soleil... et pas autour des autres étoiles.