Poros (sumbu) bumi merupakan garis khayal yang menandakan sumbu rotasi dari bumi, yang melalui kutub utara dan kutub selatan. Poros bumi tidaklah tegak lurus, tetapi mengalami kemiringan sebesar 23,5o dari garis tegaknya.
Waktu rotasi bumi dalam satu putaran adalah 23 jam 56 menit. Akibat dari rotasi bumi, menimbulkan beberapa gejala alam seperti (a) terjadinya pergantian siang dan malam, (b) perbedaan waktu di berbagai tempat di muka bumi, (c) gerak semu harian bintang, (d) perbedaan besar gaya gravitasi di berbagai tempat di bumi, dan (e) terjadinya pembelokan arah angin.
1. Terjadinya Pergantian Siang dan Malam
Daerah bumi yang terkena sinar matahari dinamakan siang, sedangkan daerah bumi dibelakangnya, yang tidak terkena sinar matahari dinamakan malam. Akibat adanya rotasi menyebabkan terjadinya pergiliran daerah siang dan malam secara bergantian. Jika rotasi bumi terjadi selama 24 jam, maka lama siang dan malam masing-masing terjadi selama 12 jam.
Pengecualian di daerah dekat kutub, lama siang dan malam dapat lebih atau kurang dari 12 jam, tergantung posisi bumi ketika berevolusi mengelilingi matahari.
2. Perbedaan waktu di berbagai tempat
Akibat gerakan rotasi bumi dari barat ke timur menyebabkan daerah sebelah timur akan menjumpai siang terlebih dahulu, dibanding daerah barat. Perbedaan ini menyebabkan adanya perbedaan waktu di setiap bagian bumi.
Karena rotasi bumi maka permukaan bumi di sebelah timur akan melihat matahari terbit dan terbenam lebih cepat daripada daerah di sebelah barat. Oleh karena itu setiap tempat di berbagai belahan bumi akan memiliki waktu yang berbeda. Untuk menyamakan waktu secara internasional digunakan waktu GMT (Greenwich Mean Time). Waktu ini sesuai dengan waktu di kota Greenwich.
Pengecualian di daerah dekat kutub, lama siang dan malam dapat lebih atau kurang dari 12 jam, tergantung posisi bumi ketika berevolusi mengelilingi matahari.
Ditetapkan bahwa kota Greenwich sebagai bujur 0o. Garis bujur di sebelah timur Greenwich dinamakan garis bujur timur (BT), sedangkan garis bujur disebelah baratnya dinamakan garis bujur barat (BB). Garis bujur 180o BT berimpit dengan garis 180o BB, yang melewati Negara Hawaii, Amerika Serikat..
Garis ini digunakan sebagai batas penanggalan, wilayah di bujur timur lebih terdahulu tanggalnya disbanding wilayah di bujur barat. Seluruh wilayah di bumi dibagi dalam 24 zona waktu, setiap 15o garis bujur ditentukan sebagai 1 jam.
Di Indonesia, ada 3 zona waktu yaitu Waktu Indonesia Barat (WIB), yang meliputi Sumatera, Jawa, Madura, Kalimantan Barat, dan Kalimantan Tengah; Waktu Indonesia Tengah (WITA), meliputi Kalimantan Selatan, Kalimantan Timur, Sulawesi, Bali, Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur; dan Waktu Indonesia Timur (WIT), meliputi Maluku dan Papua. Perhitungannya adalah WIT = GMT + 7; WITA = GMT + 8; dan WIT = GMT + 9.
3. Pergerakan semu bintang
Akibat rotasi bumi dari arah barat ke timur maka bintang-bintang (termasuk matahari) tampak seperti bergerak dari timur ke barat. Namun sebenarnya bintang-bintang tersebut tidak bergerak. Oleh karena itu maka gerakan bintang ini disebut sebagai gerak semu. Karena gerak semu ini dapat dilihat setiap hari maka disebut gerak semu harian. Dengan gerak semu harian ini maka matahari tampak terbit di timur dan terbenam di barat demikian juga dengan bintang-bintang pada malam hari.
Waktu yang diperlukan bintang untuk menempuh lintasan peredaran semunya adalah 23 jam 56 menit atau satu hari bintang. Periode peredaran semu harian matahati dan bulan tidak 23 jam 56 menit. Satu hari matahari tepat 24 jam sedang satu hari bulan lebih lambat lagi yaitu 24 jam 50 menit, hal ini disebabkan karena kedudukan bintang sejati di langit selalu tetap.
Matahari memiliki periode semu harian yang berbeda akibat revolusi, sedangkan bulan sebagai satelit bumi memiliki peredaran bulanan mengitari bumi.
4. Perbedaan percepatan gravitasi di permukaan bumi
Selama bumi mengalami pembekuan dari gas menjadi cair kemudian menjadi padat, Bumi berotasi terus pada porosnya. Ini menyebabkan menggebungan di khatulistiwa dan pemepatan di kedua kutub bumi sehingga seperti keadaannya sekarang. Karena percepatan gravitasi benbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari, maka percepatan gravitasi tempat-tempat di kutub lebih besar daripada disekitar khatulistiwa, karena jarak permukaan bumi di kutub lebih dekat ke pusat bumi. Akibatnya, berat benda yang sama akan berbeda jika ditimbang di khatulistiwa dan di kutub.
5. Pembelokan arah angin
Menurut Hukum Buys Ballot, udara akan bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Di daerah kutub yang bertekanan tinggi, maka udara cenderung akan bergerak ke daerah khatulistiwa. Namun akibat rotasi bumi, udara yang bergerak menuju khatulistiwa akan berbelok kearah timur mengikuti arah rotasi bumi, ini berpotensi membentuk angin siklon.
