جانب الأرض المواجه للشمس يكون نهاراً ، بينما الجانب الآخر يكون ليلاً. الوقت الذي تستغرقه الأرض لتدور حول محورها بحيث تعود الشمس إلى نفس الموضع في السماء يحدد مدة اليوم الشمسي ، والذي يبلغ في المتوسط 24 ساعة.

يميل محور دوران الأرض بمقدار 23.5 درجة بالنسبة للخط المتعامد مع مستواه المداري حول الشمس. لهذا السبب، يميل أحد نصفي الكرة الأرضية الشمالي أو الجنوبي باتجاه الشمس بينما يميل الآخر بعيداً عنها. يكون النصف المائل بأتجاه الشمس في فصل الصيف، حيث يسقط ضوء الشمس بشكل مباشر على سطحها والأيام أطول لأن الشمس تصل إلى ارتفاع أعلى في السماء. من ناحية أخرى، فإن نصف الكرة الأرضية المائل بعيداً عن الشمس يكون في فصل الشتاء لأن ضوء الشمس يسقط بزاوية مائلة للغاية على السطح ، منتشراً على مساحة أكبر. تصبح الأيام أقصر لأن الشمس على ارتفاع منخفض في السماء.

عندما يدور القمر حول الأرض فأن موقعه سوف يتغير بالنسبة لكل من الشمس والأرض. منطقة سطح القمر التي تضاء بضوء الشمس متغيرة و تنتج المراحل المختلفة التي نراها من على الأرض وهي : القمر الجديد (المحاق) ثم الهلال ثم البدر ثم الهلال المتناقص ثم المحاق مرة اخرى. حيث تستغرق المدة من بدر إلى بدر 29.53 يوماً. مراحل القمر هي نفسها (تقريباً ) بالنسبة لأي راصد على الأرض، الا إن اتجاه القمر يختلف باختلاف نصف الكرة الأرضي الذي يقف فيه الراصد. على سبيل المثال، قد يرى بعض الراصدين فتحة الهلال بأتجاه اليسار بينما قد يرى آخرون نفس الطور ولكن من موقع مختلف الهلال مفتوحاً بأتجاه اليمين.

عندما يمر القمر بين الشمس والأرض بالضبط، فإنه يحجب ضوء الشمس ويلقي بظلاله على الأرض مما يخلق كسوفاً شمسياً. أما الخسوف فيحدث عندما تكون الأرض مباشرة بين الشمس والقمر، في هذه الحالة تلقي الأرض ظلاً على القمر ، تحجب سطحه وتخلق خسوفاً للقمر. يمكن أن يكون الكسوف جزئياً عندما يتم كسف جزء فقط من الشمس ، أو كلياً ، عندما يتم حجب الشمس بالكامل. يحدث الخسوف القمري فقط عند اكتمال القمر ، وبالتالي لا يمكن أن يحدث إلا ليلاً. في أي موقع على الأرض من المرجح أن ترى خسوف القمر أكثر من كسوف الشمس. كذلك خسوف القمر يستمر لفترات أطول من كسوف الشمس.

القمر ، وبدرجة اقل الشمس، يسببان ظاهرتي المد والجزر على الأرض. الأرض ، وخاصة محيطاتها ، تنتفخ قليلاً على الجانبين الأقرب والابعد من القمر والشمس. عندما تدور الأرض ، تصل هذه الانتفاخات إلى الشواطئ ، مما يؤدي إلى ارتفاع مستوى المياه هناك. عندما يكون كل من الشمس والأرض والقمر على خط مستقيم تقريباً (عند اكتمال القمر (البدر) وفي القمر الجديد (المحاق)) ، فإننا نشهد "ارتفاع المد الربيعي". في المقابل ، عندما تكون الشمس والقمر بزاوية قائمة لبعضهما البعض بالنسبة إلى الأرض (في التربيع الأول والتربيع الثالث للقمر) ، فإننا نشهد "انخفاض المد والجزر".

الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة التي تستخدمها كل أشكال الحياة على الأرض. على سبيل المثال، تقوم النباتات بعملية التمثيل الضوئي باستخدام ضوء الشمس مما يسمح بنموها، وبالتالي إنتاج الأوكسجين الجزيئي. تستخدم الكائنات الحية الأوكسجين للتنفس. ويعتقد أن الديناصورات انقرضت بسبب نقص أشعة الشمس عندما اصطدم كويكب بالأرض. حيث نقل الانفجار الناتج عن هذا الاصطدام كميات كبيرة من الغبار إلى الغلاف الجوي ، مما أدى إلى حجب أشعة الشمس. تؤثر أشعة الشمس أيضاً على صحتنا الجسدية والعقلية. فعندما نتعرض لأشعة الشمس ، تنتج بشرتنا فيتامين ( د) ، الذي يلعب دوراً مهماً في عمليات الكيمياء الحيوية في الجسم. أخيراً، تظهر بعض الدراسات وجود علاقة بين الاكتئاب البشري وعدم التعرض لأشعة الشمس.

عندما يحدث ثوران شديد على سطح الشمس، تجتاز الجسيمات المشحونة (الإلكترونات والبروتونات بشكل أساسي) المنبعثة من الشمس مسافة 150 مليون كم باتجاه الأرض. حيث تلتصق بالمجال المغناطيسي للأرض ، وتتدفق نحو الأقطاب المغناطيسية ، وتتفاعل مع الجسيمات الموجودة في الغلاف الجوي. أسرع هذه الجسيمات يمكن ان تنتقل من الشمس إلى الأرض في حوالي نصف ساعة ؛ بينما أبطأها يستغرق حوالي خمسة أيام. من حين لآخر ، تشوش عواصف الجسيمات المجال المغناطيسي للأرض، وتسبب اضراراً للأقمار الاصطناعية وشبكات الطاقة. غالباً ما تتفاعل هذه الجسيمات مع الأوكسجين والنايتروجين في الغلاف الجوي للأرض. يؤدي هذا التفاعل إلى ظهور الشفق القطبي، وهي عبارة عن ظاهرة ضوئية رائعة، تُرى حول الأقطاب المغناطيسية لنصفي الكرة الأرضية الشمالي (أورورا بورياليس) والجنوبي (أورورا أوستراليس).

الأدوات والأساليب التحليلية المستخدمة لدراسة البيانات الفلكية تم تطبيقها في الصناعة والعلوم الطبية والتكنولوجيا التي نستخدمها في حياتنا اليومية. حيث تستخدم الآن أجهزة الكشف التي تم تطويرها في الأصل للأبحاث الفلكية في الكاميرات الرقمية، مثل تلك الموجودة في هواتفنا المحمولة. كما يستخدم زجاج خاص تم تطويره للتلسكوبات الفلكية في تصنيع شاشات LCD ورقائق الكمبيوتر، وكذلك في مواقد السيراميك. كما ساهم نقل المعرفة بين علم الفلك والطب في تطوير عدة اجهزة مثل: التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) والتصوير المقطعي المحوسب (CT scanners).