Zaman, başka olaylarla ilgi kurarak ölçülebilir. Bir gün, bildiğimiz gibi, dünyanın, kendi ekseni çevresinde tam bir devir yapıncaya kadar geçen zamandır. Eğer gökyüzünde, dünyanın, tam bir devrinin tamamlandığını gösteren; ilgi noktaları rolü oynayan, güneş ve yıldızlar gibi yer değiştirmeyen cisimler bulunmasaydı, bu zamanı ölçmek son derece güçleşecekti.
Zamanın tarifi konusunda tam bir uzlaşmaya varılamasa da ölçülmesi konusunda anlaşmazlık yoktur. Zaman, fizikte en hassas ölçülebilen niceliklerden biridir. Zaman ölçümünde herhangi bir âna ya da aralığa rakamsal bir değer atanır. Bu atamada sürekli değişikliğe uğrayan herhangi bir unsur, kullanılabilir. Yine zamanın ölçümünde kullanılan başlıca iki tane birbirinden bağımsız ölçek vardır:
Birisi atomik ölçümdür. Yani atomların içsel enerji durumları arasındaki kuantum değişimini gerçekleştirmekte kullanılan elektromanyetik radyasyonun karakteristik frekansından yararlanılan ölçektir.Diğeri dinamik ölçüm adı verilen Gök cisimlerinin çekimsel hareketleri ile ifade edilen yazımızda sözü edilen Ay ve Güneş takvimleri ölçeğidir.
İnsanoğlu, tarih boyunca çeşitli metotlarla zamanı ölçmeye çalışmıştır. İlk başta insanlar için sadece yağmurun, karın, soğuğun, sıcağın zamanını bilmek yetiyor; mevsimler barınma, göç veya hasat zamanını söylüyorlardı ve yeterliydi. Fakat gittikçe daha küçük zaman birimlerine ihtiyaç duyan insanlık, yılı aylara ve haftalara bölmeye başlamışlardır. Dinler ve peygamberler bu konuda öncülük yapmışlardır.
Daha küçük zaman birimlerinin tarihi, takvimle paralellik gösterir. Yılları ve günleri ilk olarak birimlere bölenler Sümerlerdir. Mısırlılarla devam eden zamanı doğru ölçme çalışmaları, Yunan ve Roma medeniyetlerinde iyice geliştirilmiştir.
Zaman ölçen aletlerimiz bir günü 24 saat olarak gösterir. “Gün” gece ve gündüz sürelerinin toplamıdır.Gece ve gündüz, Dünya’nın kendi çevresi etrafında bir defa dönüşünden ileri gelir. Ama Dünya kendi çevresi etrafındaki dönüşünü 24 saatte değil, 23 saat 56 dakika, 4 saniye de tamamlar.
Mesela; Kandilli Rasathanesinden, Dünyaya göre sabit duran uzak bir yıldıza bakalım. Belli bir açıdan baktığımız zaman bu yıldızı gördüğümüz anda kronometreye basalım. Aynı yıldızı, aynı noktadan ve aynı açıdan tekrar görebilmemiz için geçen zaman 23 saat, 56 dakika, 4 saniye olacaktır. Buna “Yıldız Günü” diyoruz.
Fakat Dünya bu süre içerisinde kendi etrafında dönerken yörüngesi üzerinde de ilerlemeye devam etmiş, yörüngesinin 365’te birini kat etmiştir. Bu nedenle, Güneş’in sabit yıldıza göre olan yönü de değişmiştir. Güneşi de aynı nokta ve açıdan tekrar görmemiz için, Dünya biraz daha dönmek zorundadır. Bu dönme süresi de 3 dakika 56 saniye olacaktır. Buna, 23 saat, 56 dakika, 4 saniyeye ilave edersek 24 saati buluruz ki bizim kullandığımız gerçek güneş günü de budur. Buna göre bir yıldızın dünya üzerinde aynı boylama tekrar gelebilmesi için geçen süreye bir yıldız günü denir ve sabit bir değerdir.