El día sideral es el tiempo que tarda la Tierra en completar una rotación sobre su eje con respecto a las estrellas «fijas». Por fijas, queremos decir que tratamos las estrellas como si estuvieran unidas a una esfera celeste imaginaria a una distancia muy grande de la Tierra.
La medición del día sideral se realiza anotando el momento en que una estrella concreta pasa por el meridiano celeste (es decir, directamente por encima) en dos noches sucesivas. En la Tierra, un día sideral dura 23 horas 56 minutos 4,091 segundos, lo que es ligeramente más corto que el día solar medido de mediodía a mediodía.
Nuestra definición habitual de un día terrestre es de 24 horas, por lo que el día sideral es 4 minutos más rápido. Esto significa que una estrella concreta saldrá 4 minutos antes cada noche, y es la razón por la que diferentes constelaciones sólo son visibles en momentos concretos del año.