自转周期，天文学名词，在天文学上是指一个天体沿自转轴自转一周所需的时间。通常情况下，自转周期等于该天体恒星日的长度。

自古以来，地球的运动很自然地给人们提供了计量时间的依据，给出两种天然的时间单位，这就是日和年。“日”是指昼夜更替的周期，古时人们用圭表测日影的方法来测定日的长度，如某天正午太阳位于正南方时，表影最短，从这一时刻起算到第二天正午，太阳再次位于正南，表影最短的时间间隔就是一天，也就是一个真太阳日。

通常认为地球自转一周为一日。可是，确定地球已经转了一圈并不是那么容易。这里引入恒星日、真太阳日的概念。连接一个地方正南正北两点所得的直线为子午线，子午线和铅垂线所决定的平面是正南正北方向的子午面。某地天文子午面两次对向同一恒星的时间间隔叫做恒星日，恒星日是以恒星为参考的地球自转周期。

如果把时间单位，定义为某地天文子午面两次对向太阳圆面中心（即太阳圆面中心两次上中天）的时间间隔，则这个时间单位就称作真太阳日，简称真时，也叫视时。它是以太阳为参考的地球自转周期。

恒星日总是比真太阳日要短一些。这是因为地球离恒星非常遥远，远到从恒星上看来，地球似乎是不动的，地球的公转轨道相对于如此遥远的距离已变作一个点了。从这些遥远天体来的光线是平行的，无论地球处于公转轨道上的哪一点，某地子午面两次对向某星的时间间隔都没有变化。比较起来，太阳离地球却近多了，从地球上看，太阳沿黄道自西向东移动，一昼夜差不多移动1度。对于某地子午面来说，当完成一个恒星日后，由于太阳已经移动，地球自转也是自西向东，所以地球必须再转过一个角度，太阳才再次过这个子午面，即完成了一个真太阳日。

恒星日只在天文工作中使用，实际生活中我们所用的“日”是指昼夜更替的周期，显然更接近于真太阳日。根据真太阳日制定的时间系统称为“真太阳时”。

一昼夜的时长并不总是等于自转周期。以太阳系天体为例，一昼夜的长度指太阳连续两次上中天的时间。一昼夜的长度一般大致以自转周期为基础，但是有很多因素会影响一昼夜的时间。公转是最主要的因素，如地球公转使一昼夜的时间增加了3分56秒。通常的大天体公转速度数值上比自转速度小很多，因此对一昼夜时间的影响会小一个到几个数量级。不过，被潮汐锁定之后的天体自转将与公转周期相同，此时一昼夜的时间将取决于天体的地位：中心天体为太阳（尚未发现这样的天体），则该星球一半永为白昼，另一半永为黑夜，太阳相对位置永不变化；中心天体为行星或其他中心天体为太阳的天体，一昼夜的长度为该天体自转周期与中心天体公转周期的叠加。水星距离太阳较近，受太阳引潮力影响自转较慢，在近日点的公转速度比自转速度还快，因此还会出现太阳向东运动一段时间又向西逆行一段时间的奇景。除了公转，同一系统中的其他天体导致的运动波动、在同一天体的位置也会影响一昼夜的长度。