Ziua siderală este timpul necesar pentru ca Pământul să efectueze o rotație în jurul axei sale în raport cu stelele „fixe”. Prin „fixe” înțelegem că tratăm stelele ca și cum ar fi atașate la o sferă cerească imaginară aflată la o distanță foarte mare de Pământ.
O măsurătoare a zilei siderale se face notând ora la care o anumită stea trece pe meridianul ceresc (adică direct deasupra capului) în două nopți succesive. Pe Pământ, o zi siderală durează 23 de ore și 56 de minute și 4,091 de secunde, ceea ce este puțin mai scurt decât ziua solară măsurată de la prânz la prânz.
Definiția noastră obișnuită a unei zile terestre este de 24 de ore, deci ziua siderală este cu 4 minute mai rapidă. Acest lucru înseamnă că o anumită stea va răsări cu 4 minute mai devreme în fiecare noapte și este motivul pentru care diferite constelații sunt vizibile doar în anumite perioade ale anului.