Pojmenován podle Milutina Milankoviče, matematika, který je poprvé popsal, Milankovic cykly jsou pomalé variace rotace a náklonu Země. Tyto cykly zahrnují změny ve tvaru oběžné dráhy Země, stejně jako úhel a směr osy, na které se Země otáčí. Tyto variace se vyskytují pomalu a pravidelně a způsobují cykly změn v množství slunečního záření (tepla), které se dostává na Zemi. Vědci věří, že tyto cykly mohou ovlivnit dlouhodobé povětrnostní vzorce nebo klima.
Excentricita
Excentricita měří odchylky na eliptické (podlouhlé) oběžné dráze Země od symetrické kruhové oběžné dráhy. Pokud je výstřednost nula, je oběžná dráha kruhová. Jak se oběžná dráha stává eliptičtější, její excentricita se blíží jedné. Dvě nejdůležitější vzdálenosti mezi Zemí a sluncem jsou popsány jako perihelion, nebo bod na oběžné dráze Země, když je nejblíže ke slunci, a aphelion, nebo když je nejvzdálenější. Rozdíl mezi těmito vzdálenostmi se nazývá výstřednost. Excentricita Země se pohybuje od 0,0005 do 0,06 a čím větší je toto číslo, tím více slunečního záření dosáhne povrchu Země. Cykly výstřednosti trvají mezi 90 000 až 100 000 lety.
Křivolakost
Úhel zemské osy se označuje jako jeho šikmost. Pokud by se sklon Země rovnal nule (vůbec žádný náklon), Země by neměla žádná roční období, protože by nedošlo k žádným teplotním změnám. Během zimy je severní polokoule (kde je většina zemské masy Země) nakloněna od slunce a přijímá sluneční záření pod větším úhlem. To má za následek nižší teploty a extrémnější změny teploty. Během léta je pevnina nakloněna směrem ke slunci, což má za následek vyšší teploty a méně extrémní změny. Cykly šikmosti trvají 40 000 let a samotný sklon se pohybuje od 22 do 24,5 stupňů.
Precese
Precese popisuje mírné kolísání v zemské ose způsobené měsícem a jinými planetami ve sluneční soustavě. Precesní cykly mění časy perihelionu a aphelionu, což vede ke zvýšení a snížení sezónního kontrastu. Když je polokoule orientována směrem ke slunci v perihelionu, vznikají extrémní rozdíly v ročních obdobích a tento vzor je obrácen na opačné polokouli. Osa Země se kolísá v cyklech, které trvají 26 000 let.
Podnebí
Kombinované účinky cyklů výstřednosti, šikmosti a precese způsobují změny v povětrnostních vzorcích na Zemi. Země je v aféliu o 5 milionů kilometrů dále od Slunce než v perihéliu. V současné době se léto na severní polokouli vyskytuje poblíž aphelionu, takže teplotní rozdíly jsou méně extrémní a klima je mírné. Před šestnácti tisíci lety se na severní polokouli vyskytovala zima v aféliu a teplotní rozdíly byly extrémní. Vědci se domnívají, že tyto rozdíly mohou vysvětlovat pohyb ledovců, jak opakovaně postupují a ustupují napříč kontinenty a ovlivňují tak dlouhodobé klimatické cykly Země.