先说太阳日与恒星日的定义。

太阳日是地球上某一地点连续两次达到高度角最大时的时间间隔，而恒星日是地球上某地连续两次正对着某颗遥远的恒星的时间间隔（我自己的理解，可能跟教科书上的不一样），但地球是在围绕着太阳转动的，或者说，太阳日只涉及地球的自转，不涉及地球的公转，而恒星日既涉及地球的自转，也涉及地球的公转。于是，太阳日与恒星日的时间长度就有了差别。

看下面的图。

地球位于A点时，地球上的P点既正对着太阳，也正对着那颗遥远的恒星。开始计时。地球自转了差不多一圈后，到了公转轨道上的B点，P点又一次正对着那颗遥远的恒星，这是一个完整的恒星日。但是你看，P点再次正对着太阳吗？到一个太阳日了吗？还没有。由于地球在自转的同时也在围绕太阳公转，在一个恒星日的时间内，它在公转轨道上也移动了一段距离，还没有再次正对着太阳，还需要再转过一点角度。当地球运行到C位置时，这一点角度转过去了，P点又一次正对着太阳了，一个太阳日的时间到了。可是这时候，P点已经不是正对着那颗恒星了。对吧？

一个恒星日只是地球从A点到B点的时间，这段时间是23小时56分04秒。而一个太阳日是地球在公转轨道上从A点到C点所用的时间，是24小时整。即：地球从B点运行到C点时，所需要的时间是3分56秒。于是，一个恒星日的时间是23小时56分04秒，但地球还要再运行3分56秒，用刚好24小时整的时间，才能完成一个太阳日。

太阳日与恒星日的时间差就是这么来的。