항성일(恒星日)은 지구에서 특정 항성을 기준으로 한 시간의 단위이다. 이 개념은 천문학에서 중요한 역할을 하며, 지구가 자전하면서 특정 항성이 두 번 동일한 위치에 나타나는 데 걸리는 시간으로 정의된다. 즉, 항성일은 항성이 지구 관측자의 위치에서 동일하게 보이는 주기를 나타낸다.

항성일의 길이는 약 23시간 56분 4초로, 이는 한 지구 자전주기와 유사하지만, 회전하는 지구의 궤도 운동 때문에 태양일(24시간)과는 다소 차이가 있다. 태양일은 태양이 같은 위치에 다시 나타나는 데 걸리는 시간을 측정한 것으로, 지구가 자전하면서 태양과의 상대적인 위치 변화에 의해 결정된다. 반면 항성일은 항성과의 상대적인 위치 변화에 의해 결정되므로, 항성일이 태양일보다 짧은 이유는 지구가 태양 주위를 공전하기 때문이다.

항성일은 주로 천체 관측 및 천문학적 계산에 사용된다. 항성을 기준으로 한 시간이기 때문에, 별자리의 위치나 천체의 움직임을 이해하는 데 필수적인 요소가 된다. 이를 통해 무한한 우주에서 별의 위치를 추적하거나 우주 탐사 및 위성 발사 시 최적의 시점을 계산하는 데 도움을 준다.

항성일 개념은 고대 천문학자들에 의해 처음으로 사용되었다. 그들은 항성을 관찰하고 이들의 주기를 측정함으로써 시간 개념을 발전시켰다. 현재에도 이 개념은 현대 천문학에서 필수적으로 다루어지며, 우주 과학, 항공 우주 공학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 항성일은 우주를 이해하는 데 있어 단순한 시간의 단위를 넘어 매우 중요한 기준이 된다.