地球自转决定昼夜交替，并使地表各种过程具有昼夜节奏。地球不透明，任何时候太阳都只能照射地球的一半，使地表产生昼和夜的区别。如果地球只有公转而没有自转，那么昼夜更替周期将不是一日而是一年。在这种情况下，与地表热量平衡相联系的一切过程都将发生和现在全然不同的变化。例如，巨大的昼夜温差将会引起十分强烈的风暴，过度的炎热和严寒将会造成生物的灭绝等。但由于地球有自转，昼夜更替适中，地表增温和冷却不超过一定限度，生物才得以生存，其他许多过程才不朝极端方向发展。地球自转使所有在北半球做水平运动的物体都发生向右偏转，在南半球则向左偏转。科里奥利首先发现地球自转情况下运动物体的偏转力，因此称为科里奥利力。科里奥利力D可用下式表示D=2vw sinφ，式中：v为运动物体的速度；w为地球自转角速度；φ为运动物体所在纬度。科里奥利力对气团、洋流、流水的运动方向和其他许多自然现象有着明显影响，例如北半球河流多有冲刷右岸的倾向，高纬地区河流上浮运的木材多向右岸集中。地球自转造成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间。一个地方的正午时候，距其180°经度处却正当午夜。这说明地球表面每隔15°经线，时间即相差1h。人们据此划定地球时区。全部经度360°，分为24个时区。以本初经线为中心，包括东西经各7°30′的范围为中时区。东西另外各15°经度为东1区、西1区；如此类推，至东西12区，即以180°经线为中心的时区。在同一时刻，180°经线以东是前一日的结束，以西却是次一日的开始。

地球自转又使潮汐变为方向与之相反的潮汐波，并反过来对它起阻碍作用。潮汐摩擦力虽然要40000年才能使地球的1昼夜延长1秒，但对地球的长期发展却不容忽视。

地球的整体自转运动同它的局部运动如地壳运动、海水运动、大气运动等，都有密切的关系。大陆漂移、地震、潮汐摩擦、洋流等现象都在不同程度上受到地球自转的影响。此外，当地球自转加快时，离心力把海水抛向赤道，可以造成赤道和低纬区的海平面上升，而中高纬区海面则相应下降。