20世紀初以后，天文學的一項重要發現是，確認地球自轉速度是不均勻的。人們已經發現的地球自轉速度有以下3種變化:首先是長期減慢。這種變化使日的長度在一個世紀內增長1~2毫秒，是以地球自轉周期為基準所計量的時間，2000年來累計慢了2個多小時。引起地球自轉長期減慢的原因主要是潮汐摩擦。科學家發現在3.7億年以前的泥盆紀中期地球上大約一年400天。

　　另外，地球自轉速度有季節性的周期變化，春天變慢，秋天變快，有時候年與年之間也有變化，這或許和天體之間的運行也有關系。最后，可能還有一些科學家不能完全確定的原因導致地球運轉速度產生變化，比如地震、人類發射火箭等航天飛行器。總之，正是因為地球自轉速度不均勻，時間久了，就會出現細微的差距，國家授時中心會根據世界統一標準，負責在一年中添加或減少1秒，這就是所謂的閏秒。1972年以來，科學家已經添加“閏秒”25次。