Az ég napi forgása mindenki által ismert jelenség. Reggel a Nap fölkel, este lenyugszik, napközben folyamatosan halad keletről nyugatra. Ha éjszaka a csillagokat hosszan szemléljük, a csillagok hasonló mozgását is megfigyelhetjük.
A jelenség oka, hogy a Föld forog a forgástengelye körül, nyugatról kelet felé. Ezért az álló vagy csak lassan mozgó égitestek fordított irányban, tehát keletről nyugatra haladnak a földi megfigyelő számára. Minden álló égitest látszólag egy körpályát ír le, amelynek középpontja az égi pólus, a Föld forgástengelyének döféspontja az égbolton.
Az ég forgása hosszú expozíciós idővel
Hogy a mozgásokat pontosabban megismerjük, tudnunk kell, hogy az égi irányok hogyan helyezkednek el. A horizont (ahol "az ég a földet éri") egy kör, mégpedig a földfelszínt érintő síknak metszete az éggömbbel. Erre a síkra merőleges irány a zenit, az a pont az égen, ami a megfigyelő "feje fölött" van. A zenittel átellenben, a megfigyelő talpa alatt van a nadír iránya.
Ha a megfigyelő teste a Föld forgástengelyével párhuzamos, akkor az égi pólust pontosan a feje fölött, a zenitben látja; ehhez az északi vagy déli pólusra kell utaznunk. Ha a megfigyelő az egyenlítőn van, tehát a teste merőleges a Föld forgástengelyére, akkor az égi pólust pontosan a horizonton látja – illetve csak ekkor az északi és a déli pólust is látja, egyszerre. Az északi sark és az egyenlítő közötti pontokon lévő megfigyelők az északi égi pólust észak felé látják. Minél északabbra van a megfigyelő, annál magasabban látja az északi égi pólust a látóhatár felett.
Könnyen belátható, hogy vannak csillagképek, amelyek egy adott megfigyelőhelyről mindig a horizont alatt vannak; ezek egy adott földrajzi helyről sohasem láthatóak. Vannak csillagképek, amelyek pedig mindig láthatóak, mert állandóan a horizont fölött helyezkednek el, ezek az ún. cirkumpoláris csillagképek. Azért ez a nevük, mert az égi pólus körül körben helyezkednek el.
A Nap égi, délben elfoglalt helyzetének változása az év folyamán
A Föld forgástengelye 23,5 fokos szögben hajlik a keringés síkjára, az Ekliptikára állított merőlegeshez. Ha csillagunknak a Föld forgása miatt előálló napi mozgását nem vesszük figyelembe, a Nap az év napjai során látszólag körbejárja a Földet az állatövi csillagképek közt. Mozgása során nem mindig az égi egyenlítőn halad. Nyáron északabbra helyezkedik el, télen délebbre, az égi egyenlítőtől legföljebb 23,5 fokra – ezért nyáron hamarabb fölkel, és magasabbra emelkedik, télen pedig később kel föl és alacsonyan jár hazánkból nézve. A legmagasabban a nyári napforduló idején, június 21. körül jár a Nap, a legalacsonyabban pedig december 21. táján.
A középkori naptár szerint Karácsony napján járt a legalacsonyabban, ezért ekkor kezdték az új évet, és erre a napra helyezték Jézus születésének, és szemléletük szerint az emberiség újjászületésének ünnepét. A napéjegyenlőségek idején pontosan az égi egyenlítőn van a Nap, tehát a nappal elvileg pontosan 12 órán át tart. A Föld forgástengelyének ferdeségéből adótó éves vándorlás okozza a felszínre eső besugárzás nagyságának és így az évszakoknak is a változását.
A Nap mozgása az égen a napfordulók és a napéjegyenlőségek napjain
Ha a megfigyelő az északi sarkkörtől is északabbra van, akkor már majdnem az egész égboltot cirkumpolárisnak látja. Ekkor a nyári félév egy szakaszában, ha a Nap is elég magasan jár, nem látja lemenni a Napot; úgy is mondhatjuk, hogy számára a Nap is cirkumpoláris. Egy nap során keletről dél felé haladva kissé fölemelkedik a Nap, majd ereszkedik, de nyugaton sem megy le. A Napot a megfigyelő még észak felé is látni fogja; bár alacsonyabban, mint délen. Innentől kezdve a Nap fokozatosan kissé emelkedve halad megint kelet felé, ahová az új nap "reggelére" ér el.
