일출은 지구의 자전으로 태양이 관측자의 동쪽 지평선 부근에서 떠오르는 현상이다. 태양은 점이 아니라 원반처럼 보이므로, 일출 시각은 통상 원반의 윗변이 지평선에 나타나는 순간으로 정한다.
일출 시각의 계산
미국 해군천문대의 표준 계산은 해수면 부근의 평탄하고 가려지지 않은 지평선과 평균적인 대기 상태를 가정한다. 이때 태양 중심의 기하학적 고도 약 −0.8333°를 사용한다. 이 값에는 태양의 평균 겉보기 반지름 약 16각분과 지평선 부근 대기 굴절 약 34각분이 반영되어 있다.
태양의 위치 좌표
태양의 고도와 방위각은 천체의 위치를 나타내는 좌표다. 미국 해군천문대의 태양·달 위치표는 겉보기 원반의 중심을 기준으로 고도와 방위각을 제시한다. 일출 시각을 정하는 윗변의 접촉 조건과 위치표에서 좌표를 나타내는 중심 기준은 서로 다른 역할을 한다. 일출 순간이라고 해서 태양 중심의 기하학적 고도가 0°인 것은 아니다.
관측 조건
실제 해가 보이기 시작하는 시점은 산이나 건물 등의 지형과 장애물, 관측자의 높이와 대기 상태에 따라 표준 계산값과 달라질 수 있다. 해가 뜨기 전에 대기 산란으로 하늘이 밝아지는 박명도 일출과 구별된다.