Ziemia okrąża Słońce po prawie kołowej orbicie (mimośród 0,017), w średniej odległości 149,6 mln km (przyjętej jako
astronomiczna jednostka długości, AU), w okresie 365,2564 doby (przyjętym jako rok gwiazdowy); średnia prędkość ruchu orbitalnego wynosi 29,8 km/s. Płaszczyzna ruchu Ziemi wokół Słońca definiuje tzw. płaszczyznę ekliptyki, względem której określa się położenia płaszczyzn ruchu ciał Układu Słonecznego. Nachylenie płaszczyzny równika do płaszczyzny ekliptyki 23°27′, promień równikowy 6378,245 km, promień biegunowy 6356,863 km, spłaszczenie 0,003353, albedo 0,34. Kierunek osi obrotu Ziemi ulega powolnym zmianom (precesja) w okresie ok. 26 tysięcy lat i krótkookresowym wahaniom (nutacja). Masa globu wynosi 5,975 · 10
24 kg, średnia gęstość 5,51 g/cm
3 (największa wśród wszystkich planet Układu Słonecznego), przyspieszenie na powierzchni 9,7805 (1 + 0,00529 sin
2φ) m/s
2 (gdzie
φ — szerokość geograficzna miejsca pomiaru). Dokładne wyznaczenie masy Ziemi stanowi podstawę oceny mas ciał niebieskich, ponieważ metody astronomii pozwalają jedynie na wyznaczenie stosunków mas tych ciał do masy Ziemi; np. stosunek masy Słońca do masy Ziemi wynosi 332,958. Okres obrotu Ziemi do niedawna stanowił wzorzec jednostki czasu (doba); okres ten wynosi obecnie 23 h 56 min 4,09 s i prawdopodobnie ulega wydłużeniu o ok. 1/1000 s na stulecie. Obrót Ziemi powoduje powtarzające się cykliczne zjawisko dnia i nocy, a obieg Ziemi wokół Słońca w powiązaniu z nachyleniem osi Ziemi w stosunku do ekliptyki warunkuje występowanie pór roku. O rozkładzie na Ziemi stref klimatycznych decyduje w dużej mierze kąt nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki. Ziemia ma atmosferę o masie 5,29 · 10
18 kg, której głównymi składnikami są azot (ok. 78% objętościowych), tlen (ok. 21% objętościowych) i argon (ok. 1% objętościowego). Od przestrzeni międzyplanetarnej oddziela ją obszar oddziaływania pola magnetycznego Ziemi, zwany
magnetosferą, wewnątrz tego obszaru znajdują się pasy radiacji (
Van Allena pasy). Zarówno atmosfera, jak i pole magnetyczne ochraniają powierzchnię Ziemi: atmosfera — osłabiając wpadające doń promieniowanie kosmiczne i krótkofalowe promieniowanie słoneczne (spalają się w niej także drobne okruchy materii międzyplanetarnej), pole magnetyczne — rozbijając
wiatr słoneczny i więziąc naładowane elektrycznie wysokoenergetyczne cząstki promieniowania kosmicznego w pasach radiacyjnych.
Informacje o budowie Ziemi uzyskuje się głównie pośrednio, obserwacjom bezpośrednim dostępna jest bowiem tylko warstwa zewnętrzna (grubość kilku km). Najwięcej danych o budowie Ziemi dostarczają badania rozchodzenia się w jej wnętrzu fal sejsmicznych (
sejsmologia), także badania ziemskiego pola magnetycznego i pola grawitacyjnego. Ponieważ prędkość fal sejsmicznych jest funkcją takich parametrów, jak gęstość, ściśliwość i sztywność ośrodka, znajomość rozkładu prędkości fal sejsmicznych we wnętrzu Ziemi umożliwia określenie zmian tych parametrów wraz ze zmianą głębokości, co z kolei pozwala na wysuwanie hipotez dotyczących budowy Ziemi. Na podstawie badań sejsmologicznych przyjęto sferyczny model wnętrza Ziemi; wyróżniono 3 główne sfery:
skorupę ziemską,
płaszcz Ziemi i
jądro Ziemi. Sfery te mają zróżnicowane właściwości fizyczne; na granicach między poszczególnymi sferami, zwanych nieciągłościami: Golicyna, Gutenberga i Mohorovičicia, obserwuje się skokową zmianę prędkości fal sejsmicznych związaną z różnym składem chemicznym poszczególnych sfer lub ze zmianą stanu fazowego ośrodka. Badania pola grawitacyjnego Ziemi i jej kształtu informują o rozkładzie gęstości skał. Z obserwacji zmian pola geomagnetycznego wnioskuje się o przewodnictwie elektrycznym Ziemi, a badania ruchów skorupy ziemskiej, zarówno wskutek powolnych procesów tektonicznych, jak i szybkich deformacji skał zachodzących przy trzęsieniach ziemi, dostarczają danych o właściwościach reologicznych skał. O składzie chemicznym i mineralogicznym Ziemi można sądzić na podstawie badań zarówno Ziemi, jak i innych ciał Układu Słonecznego; badania meteorytów, a także atmosfery Słońca dostarczają informacji o średnim składzie chemicznym materii, z której powstała Ziemia. Badania składu izotopowego skał pozwalają m.in. na określenie wieku zarówno całych geosfer, jak i poszczególnych skał. Pojedyncze metody badań pośrednich nie dostarczają jednoznacznych informacji o budowie wnętrza Ziemi, dlatego zasadnicze znaczenie ma kompleksowa, interdyscyplinarna interpretacja wyników badań. Budowa wnętrza Ziemi i jej atmosfery oraz zjawiska fizyczne w nich zachodzące są przedmiotem badań geofizycznych, a powłokę Ziemi i jej przestrzenne zróżnicowanie pod względem przyrodniczym bada geografia. Inne ważniejsze nauki o Ziemi to: geodezja oraz geologia. Ziemia, podobnie jak pozostałe planety Układu Słonecznego, powstała ok. 4,5 mld lat temu w wyniku kondensacji materii dysku protoplanetarnego otaczającego tworzące się Słońce. Ziemia ma jednego naturalnego satelitę — Księżyc; od 1957 Ziemię obiegają
satelity sztuczne.
Idea kulistości Ziemi zrodziła się w starożytności. Pierwszych dokładniejszych pomiarów promienia Ziemi dokonał ok. 250 p.n.e. Eratostenes z Cyreny, który otrzymał wartość prawdopodobnie ok. 6300 km. W starożytności i średniowieczu Ziemię uważano za centralne ciało Wszechświata. Stwierdzenie, że Ziemia jest jedną z planet obiegających Słońce było odkryciem M. Kopernika. W latach późniejszych zarówno ruch, jak i kształt Ziemi były wyznaczane na podstawie pomiarów astrometrycznych. Od 1957 do badań geodezyjnych są wykorzystywane także loty sztucznych satelitów.