地球环绕太阳的运动称为地球公转。因为同地球一起环绕太阳的还有太阳系的其他天体，太阳是它们共有的中心天体，故被称为“公”转。方向是自西向东，从北天极看呈逆时针，从南天极看呈顺时针。周期为1个恒星年，需时365日6时9分10秒。轨道是近似正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点上。

地球在公转中所形成的封闭轨迹，称为地球轨道。其在天球上的投影，称为黄道。

地球轨道是一个椭圆，太阳位于其中的一个焦点上，具体参数如下：

在地球的公转轨道上，有一点距离太阳最近，称为近日点，有一点离太阳最远，称为远日点。如：1982年，地球经过近日点的时间是1月4日19时，经过远日点的时间是7月4日22时。由于近点年比回归年长25分7秒，所以地球经过近日点和远日点的日期，每57年要推迟一日。

中距点：即轨道椭圆短轴的两端。如：1982年4月3日和10月5日时地球经过中距点。

地球轨道所在的平面称为地球的轨道面，也称为黄道面。

地球的赤道面与黄道面并不重合，而是有一个交角（二面角），就是黄赤交角。在2000年，这个交角为23°26′21″。

这些点是在地心天球上。黄道和天球赤道的两个交点之一为白羊宫第一点，即春分点，第二个交点为天秤宫第一点，即秋分点，这两个点合称二分点。黄道上距天球赤道最远的两点之一为巨蟹宫第一点，即夏至点，第二个交点为摩羯宫第一点，即冬至点，这两个点合称二至点。

在地心天球上，二至点与天赤道的距离称为黄赤大距，它是黄赤交角在地心天球上的体现，其值等于黄赤交角。

公转周期为一个恒星年，需时365日6时9分10秒或365.2564日。

平均角速度是每年360度，即每日59分。平均线速度为每年940,000,000公里，即约每秒29.79公里。即时角速度和即时线速度变化，在能量守恒的前提下，离太阳越近，位能越小，动能则越大，即时线速度和即时角速度就越大。在角动量守恒的前提下，即在相等长度的时间内，地球、太阳连线所扫过的面积是固定值。

地球公转以大约一年为周期，恒星视差位移也以一年为周期，这种视差位移称为周年视差位移。

地球公转轨道是封闭曲线，恒星周年视差位移轨迹也是封闭曲线。在南北黄极，恒星周年视差位移轨迹是一正圆。在黄道上，它是一直线。天球的其他位置的位移轨迹全是椭圆，称为周年视差椭圆。

由于太阳和行星都以各自在特定的周期在地心天球上运动，这样在太阳和各个行星之间存在着相对运动，这种相对运动称为行星对太阳的会合运动。这种运动是地球的公转后果之一。

行星和太阳的黄经相等的现象称为行星同太阳相会合，简称合日或合。从黄极看，这时行星、太阳与地球位于同一条直线，且太阳和这个行星位于地球的同一侧。