Ngoài sự dao động theo hướng Bắc-Nam hàng năm của vị trí biểu kiến của Mặt Trời, tương ứng với sự thay đổi xích vĩ của nó được mô tả ở trên, còn có một dao động nhỏ hơn nhưng phức tạp hơn theo hướng Đông-Tây. Nó là hệ quả của độ nghiêng của trục Trái Đất và cũng do sự thay đổi tốc độ chuyển động quỹ đạo của nó quanh Mặt Trời do 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 hàng ngày như Mặt Trời mọc và Mặt Trời lặn, và sự khác nhau khi đối chiếu số giờ đọc được từ đồng hồ Mặt Trời so với đồng hồ hiển thị thời gian địa phương trung bình. Như đồ thị bên cho thấy, một đồng hồ Mặt Trời có thể nhanh hoặc chậm lên đến khoảng 16 phút so với đồng hồ thường. Do Trái Đất tự quay với tốc độ trung bình khoảng một độ cứ sau bốn phút, so với Mặt Trời, sự dịch chuyển 16 phút này tương ứng với một sự dịch chuyển khoảng bốn độ về phía Đông hoặc Tây của vị trí trông thấy của Mặt Trời, so với vị trí trung bình của nó. Cụ thể là một sự dịch chuyển về phía Tây sẽ làm cho đồng hồ Mặt Trời đi trước đồng hồ thường.

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" hơn là nghĩa "bằng nhau". Dao động được đo bằng các đơn vị thời gian, phút và giây, tương ứng với lượng mà đồng hồ Mặt Trời sẽ đi trước đồng hồ thường. Phương trình thời gian có thể dương hoặc âm.