地球自转方向从北极点上空看呈逆时针旋转，从南极点上空看呈顺时针旋转。由法国物理学家傅科于1851年做的摆动实验结果可知。傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。
傅科摆长60米，摆锤重28千克，悬挂点经过特殊设计使摩擦减小到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转的影响而自行摆动，而且摆动时间很长。在傅科摆实验中人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向在不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变。因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球在沿逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。
地球自转的速度：
地球自转是地球绕自转轴自西向东的转动，地球自转轴与黄道面成66.34度夹角，与赤道面垂直。地球自转是地球的一种重要运动形式，自转的平均角速度为4.167×10-3度每秒，在地球赤道上的自转线速度为465米每秒。地球自转一周耗时23小时56分，约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。
地球自转的原因：
1、地球的形状：
因为地球是一个明显的扁球体，所以隆起的部位所受的附加引力总是稍大于另一侧。二者之间的差值，总是存在于接近日月的一侧。
2、黄赤交角：
由于黄赤交角的存在，使得日月经常在赤道面以外对赤道隆起施加引力。这样上述引力差就成为一个力矩，使得地轴趋近黄轴，天极趋近黄极。
3、地球自转：
因为上述的引力差，给地球的自转的角动量增加了一个增量，使得地球的自转方向发生偏转。这就是地轴的进动，也就是岁差。
地球自转的规律：
1、圆锥轴线垂直于地球公转轨道平面，指向黄道两极。
2、圆锥的半径是黄赤交角。
3、运动的方向是自东向西，即同地球自转的方向相反。
4、运动的速度是每年50秒点29，周期是25800年。
地球自转的速度变化：
美国国立标准技术研究所的观察结果表明，长时期以来呈减慢趋势的地球自转速度自1999年开始加快。NIST的时间测定师们称，为调准以地球自转速度为标准的地球时间和原子时钟的时间，自1972年起到1999年的27年来为地球的标准时钟追加过共22闰秒的时间，但1999年后却没有追加过闰秒，是因为地球的自转速度加快了。自转速度的变化20世纪初以后，天文学的一项重要发现是，确认地球自转速度是不均匀的。人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化：
1、长期减慢：
这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1-2毫秒（约合每35000年增长1秒），使以地球自转周期为基准所计量的时间，2000年来累计慢了2个多小时。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。科学家发3.7亿年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天左右。这就导致了每天时间不断增加，而每年的天数不断减少。据推算，二亿年后，一年仅有三百天，一天会变成三十小时。
2、周期性变化：
20世纪50年代从天文测时的分析发现，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快，此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20～25毫秒，主要是由风的季节性变化引起的。
3、不规则变化：
地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因尚待进一步分析研究。地球自转减慢还与人类的活动有很大的关系，特别是人造地球卫星的发射，其反作用力让地球自转直接变慢，根据动量守恒的原理，这种因素应该是造成地球自转变慢的最主要原因了。所以人类为了地球的安全，发射的卫星不应该再借助地球自转的动量。
地球自转的证明方法：
1、炮弹法：
地球时刻不停地在自转，地面上水平运动的物体，必然相对地发生持续的右偏（北半球）或左偏（南半球）。根据这种现象，人们分析射出的炮弹运动的方向，就能证明地球在自转。
2、重力法：
地球在时刻不停地自转，由于惯性离心力的作用，地面的重力加速度必然是赤道最小，两极最大；地球不可能是正球体，而必然是赤道略鼓，两极略扁的旋转椭球体。重力测量和弧度测量的结果，证实了这些观点的正确性，也就从一个侧面证实了地球的自转。
3、测量法：
地球时刻不停自转，由于自转速度随高度而增加，物体自高处下落的过程中，必然具有较高的向东的自转速度，而必然坠落在偏东的地点。为了证实这一点，有人曾在很深的矿井中进行试验。试验结果是：自井口中心下落的物体，总在一定的深度同矿井东壁相撞，从另一个侧面证实了地球的自转运动。
