Sur une planèteprograde comme laTerre (c'est-à-dire qui tourne autour de son axe dans le même sens qu'autour du Soleil), le jour solaire est plus long que lejour sidéral. À l'instant 1, le Soleil et une étoile très lointaine sont tous les deux en face d'un point donné de la Terre (le point rouge). À l'instant 2, la planète a fait un tour complet autour d'elle-même (1→2 = un jour sidéral). Mais il faut encore un peu de temps pour que, à l'instant 3, le Soleil soit de nouveau en face (1→3 = un jour solaire).
On distingue letemps solaire moyen et letemps solaire vrai.
Letemps solaire moyen est fondé sur un soleil fictif qui se déplacerait autour de l'équateur à vitesse constante tout au long de l'année. Cette vitesse moyenne est d'un tour en 24heures.
Letemps solaire vrai est une mesure du temps fondée sur le déplacement apparent duSoleil au cours de la journée. Le temps solaire vrai en un lieu et à un moment donné est l'angle horaire du soleil en ce lieu et à ce moment. En découle la définition dumidi solaire : c'est l'instant où leSoleil atteint son point deculmination, en un endroit donné de la Terre ; à cet instant, son angle horaire est égal à zéro.
Le temps solaire vrai est fondé sur le jour solaire apparent, qui est la durée entre deux retours successifs du Soleil auméridien local. Cette durée varie tout au long de l'année pour deux raisons[1] :
l'excentricité de l'orbite de la Terre[1] et la variabilité de la vitesse de déplacement de la Terre sur son orbite (première et deuxième lois de Kepler). La Terre se déplace le plus vite lorsqu'elle est au plus près du soleil le, et le moins vite lorsqu'elle en est le plus loin, le.
La première raison a pour conséquence des jours solaires apparents plus courts enmars ouseptembre qu'enjuin oudécembre.
La seconde raison a pour conséquence qu'ils sont encore plus longs en décembre-janvier et un peu moins longs en juin-juillet[2] (cf tableau ci-dessous).
La différence entre le temps solaire moyen (TSM) et le temps solaire vrai ou apparent (TSV) est appelée l'équation du temps. Sur Terre, elle atteint son maximum de 16 minutes en octobre[1]. Dans le monde anglo-saxon, la définition est inversée : l'équation du temps est définie comme la différence entre le temps solaire vrai ou apparent (local apparent time, local true solar time, LTST) et le temps solaire moyen (localmean time, LMT) ; elle correspond mieux à l'usage ancien (aequatio dierum) où uneaequatio est une différence entre une valeur observée et une valeur moyenne ou « attendue ». Ainsi on ajoute la valeur de l'aequatio à la valeur moyenne pour avoir la valeur vraie.