地球面向太阳的一侧是白天，而背向的一侧则是夜间。地球在绕其自转轴旋转，太阳两次到达天空中同一位置所需的时间被定义为一（太阳）日，平均为24小时。

地球的自转面（赤道面）与其绕太阳旋转的公转平面（黄道面）有23.4°的夹角。因此，在地球绕太阳运行的部分轨道上，北半球或南半球会向太阳倾斜，而另一半球则背向太阳倾斜。前者经历夏天，因为阳光更多地直射在这半球上，并且由于太阳所在的纬度更高，白天也会更长。相反，远离太阳的半球会经历冬天，因为阳光与地面的夹角更小，导致阳光被扩散到更大的区域。太阳在天空中的高度较低，因此白天变得更短。

当月球绕地球旋转时，它相对于太阳和地球的位置会发生变化。月球表面被阳光照亮的区域也会发生变化，从而产生我们从地球上看到的不同相位——新月、上蛾眉月、满月和下蛾眉月，从满月到满月需要29.53天。虽然月球的相位对于地球上的任何观察者来说基本相同，但月亮形状的方向会有所不同，这取决于观察者所在的半球。例如，一观察者可能会看到新月开口向左，而其他人从不同的位置观察，可能会看到新月开口向右。

有时，当月球刚好经过太阳和地球之间时，月球会挡住来自太阳的光线并在地球上投下阴影，从而形成日食。有时，地球会位于太阳和月球的连线之间，并在月球上投下阴影，遮住月球表面并造成月食。日食可以是部分的，即太阳的一部分被遮住，也可以是全部的，即整个太阳都被遮住。月食只在满月时发生，因此只能在夜间观察到。在地球上的任何位置，月食都比日食更为常见，持续时间也比日食长。

月球和太阳都会引起地球上的潮汐，但太阳的影响更弱。地球会在最靠近月球和最靠近太阳的一侧，以及远离它们的一侧轻微凸起，最明显的变化就是海洋潮汐。随着地球自转，海岸线转到了应该凸起的位置，那里的水位便会上升。当太阳、地球和月亮几乎在一条直线上时（满月和新月），我们会经历更高的“大潮”。而当太阳和月亮相对于地球彼此成直角（上弦月和下弦月）时，我们会经历较低的“小潮”。

太阳是地球上生命形式的主要能量来源。例如，植物利用阳光进行光合作用，使它们生长并产生氧气分子。那些氧气被动物用于呼吸。人们相信，小行星撞上地球时对全球环境造成的破坏导致了不会飞的恐龙和地球上大多数物种的灭绝。撞击产生的爆炸将大量灰尘输送到大气中，阻挡了太阳的光线，造成了漫长的冬季。阳光也会影响我们的身心健康。当暴露在阳光下时，我们的皮肤会产生维生素D，维生素D在我们的生命活动中起着重要作用。一些研究表明，人类抑郁与缺乏阳光照射有关。

在太阳爆发期间，来自太阳的带电粒子（主要是电子和质子）会穿越1.5亿千米的距离到达地球。它们被地球磁场束缚住，流向磁极，并与大气中的粒子相互作用。这些粒子中最快的可以在大约半小时内从太阳传播到地球，最慢的大约需要五天。有时，这些粒子风暴会扰乱地球磁场，损坏卫星和电网。通常，来自太阳的粒子会与地球大气中的氧气和氮气相互作用。这种相互作用产生了变幻莫测的美丽光芒——极光，闪耀在北半球（北极光）和南半球（南极光）磁极周围的夜空之中。

用于研究天文数据的分析工具和方法已应用于我们日常的工业、医学和技术。最初为天文研究而开发的探测器现在也用于数码相机，就如我们手机中的相机。为天文望远镜开发的特殊玻璃也用于制造LCD屏幕、计算机芯片以及陶瓷炉灶。天文学和医学之间的知识迁移促进了磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT扫描仪)以及其他设备的发展。