Ngoài sự dao động bắc-nam hàng năm của vị trí rõ ràng của Mặt trời, tương ứng với sự biến đổi của sự suy giảm của nó được mô tả ở trên, còn có một dao động nhỏ hơn nhưng phức tạp hơn theo hướng đông-tây. Điều này được gây ra bởi độ nghiêng của trục Trái Đất và cũng do sự thay đổi tốc độ chuyển động quỹ đạo của nó quanh Mặt trời được tạo ra bởi hình dạng elip của quỹ đạo. Các tác động chính của dao động đông tây này là sự thay đổi thời gian của các sự kiện như mặt trời mọc và mặt trời lặn, và trong việc đọc đồng hồ mặt trời so với đồng hồ hiển thị thời gian trung bình cục bộ. Như biểu đồ cho thấy, một đồng hồ mặt trời có thể lên đến nhanh hoặc chậm khoảng 16 phút so với đồng hồ. Do Trái Đất quay với tốc độ trung bình một độ cứ sau bốn phút, so với Mặt trời, sự dịch chuyển 16 phút này tương ứng với sự dịch chuyển về phía đông hoặc phía tây khoảng bốn độ ở vị trí rõ ràng của Mặt trời, so với vị trí trung bình của nó. Một sự dịch chuyển về phía tây làm cho đồng hồ mặt trời đi trước đồng hồ.

Vì tác động chính của dao động này liên quan đến thời gian, nó được gọi là phương trình thời gian, sử dụng từ "phương trình" theo nghĩa hơi cổ xưa có nghĩa là "hiệu chỉnh". Dao động được đo bằng đơn vị thời gian, phút và giây, tương ứng với lượng mà đồng hồ mặt trời sẽ đi trước đồng hồ. Phương trình thời gian có thể dương hoặc âm.