人們最容易產生的錯覺，是認為地球的運動是一種標準的勻速運動。其實，地球的運動是在變化著的，而且極不穩定。根據“古生物鐘”的研究發現，地球的自轉速度在逐年變慢。如在4.4億年的晚奧陶紀，地球公轉一周要412天；至4.2億年前的中志留紀，每年只有400天；3.7億前年的中泥盆紀，一年為398天。到了2億年前的晚石炭紀，每年約為385天；6500萬年前的白堊紀，每年約為376天；而現在一年只有365.25天。

天體物理學的計算，也就證明了地球自轉正在變慢。科學家將此現象解釋為，這是月球和太陽對地球的潮汐作用的結果。

科學家經過長期觀測認為，引起這種周期性變化，與地球上的大氣和冰的季節性變化有關。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、巖漿噴發等都會影響地球的自轉速度。

地球的公轉也不是勻速的。這是因為地球公轉的軌道是一個橢圓，當地球遠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。

地球自轉軸與公轉軌道并不垂直。地軸也并不穩定，而是像一個陀螺，在地球軌道面上做圓錐形的旋轉。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則地畫著圓圈。地軸指向的這種不規則，是地球的運動所造成的。

科學家還發現，地球運動時地軸向天空畫的圓圈并不規則。就是說地軸在天空上的點跡，根本就不是在圓周上的移動，而是在圓周內外做周期性的擺動。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。地球就像一個年老體弱的病人，一邊時快時慢、搖搖擺擺地繞日運動著；一邊又顫顫巍巍地自己旋轉著。