روز نجومی برابر است با مدت زمان بین دو عبور متوالی یک ستاره از نصف النهار مکان یک ناظر و به عبارتی دیگر برابر با زاویه ساعتی یک ستاره در یک دور کامل گردش زمین به دور محور خودش است. اختر شناسان بطور قرار دادی زاویه ساعتی نقطه اعتدال بهاری را بر کره آسمان برابر با یک روز نجومی محلی معرفی کردهاند.
روز نجومی کوتاهتر از روز خورشیدی است و هرگاه روز خورشیدی برابر با 24 ساعت باشد، روز نجومی برابر با 23 ساعت و 56 دقیقه و 3 ثانیه است.
علت کوتاهتر بودن روز نجومی از روز خورشیدی این است که زمین علاوه بر چرخش به دور خود دارای حرکت انتقالی نیز میباشد.