Sideralno vrijeme odnosi se na duljinu dana i druga mjerenja vremena u odnosu na zvijezde koje nisu naše Sunce. Dok solarni dan traje 24 sata, siderički je oko četiri minute kraći. U svakodnevnom životu uvijek se koristi solarno vrijeme, ali astronomi često smatraju korisnim koristiti sideralno vrijeme kada izražavaju prividno kretanje zvijezda na nebu, promatrano sa zemlje. Riječ “sidereal” dolazi od latinske riječi sider, što znači “zvijezda”.
Budući da Zemlja kruži oko Sunca dok se rotira, Zemlja mora rotirati nešto više od jedne pune rotacije oko svoje osi da bi završila jedan solarni dan. U jednom danu, Zemlja se kreće kroz mali dio svoje orbite oko Sunca, neznatno mijenjajući prividni kut pod kojim je sunce okrenuto prema zemlji. Ovaj mali dodatak od oko jednog stupnja sunčevom kutu znači da se Zemlja mora rotirati dodatne četiri minute kako bi “sustigla” mjesto na kojem je sunce sjalo prije točno jednu rotaciju.
Međutim, budući da su zvijezde osim našeg Sunca uglavnom vrlo udaljene, potrebna je samo puna rotacija od 360 stupnjeva dok se udaljena zvijezda ne vrati na svoju početnu točku iznad Zemlje. Ova rotacija od 360 stupnjeva naziva se sideralnim danom, a traje 23 sata, 56 minuta i četiri sekunde. U solarnom danu, Zemlja se okrene za oko 361 stupanj oko svoje osi, za puna 24 sata.
Astronomi često koriste sideralno vrijeme jer ih zanima koliko vremena je Zemlji potrebno da se okrene, u odnosu na udaljene zvijezde, a ne sunce. Sideralno vrijeme nam daje način mjerenja vremena koji ne ovisi o suncu. Time se otklanja mala matematička komplikacija i usredotočuje se isključivo na to koliko je vremena Zemlji potrebno da se okrene za 360 stupnjeva u odnosu na zvijezde.
Astronomu je nebo poput karte, podijeljeno na 24 sata. Sideralno vrijeme pomaže ovim znanstvenicima da odrede gdje se nalazi određena zvijezda ili skup zvijezda, u bilo kojem trenutku. Razlika između solarnog i zvjezdanog vremena nije mnogo više od jednog sata ili jednog dana, ali dodaje vrlo veliku razliku u razdoblju od mjeseci i godina. To se može promatrati i bez teleskopa. Kad bi osoba svake noći u isto vrijeme gledala ili fotografirala noćno nebo, primijetila bi da se zvijezde kao cjelina s vremenom pomiču prema zapadu.