Pavadintas Milutino Milankovičiaus, pirmą kartą juos aprašiusio matematiko, vardu Milankovičiaus ciklai yra lėti Žemės sukimosi ir pakrypimo pokyčiai. Šie ciklai apima Žemės orbitos formos pokyčius, taip pat ašies, kuria Žemė sukasi, kampą ir kryptį. Šie pokyčiai vyksta lėtai ir reguliariai, sukeldami Saulę pasiekiančios saulės spinduliuotės (šilumos) kiekio pokyčių ciklus. Mokslininkai mano, kad šie ciklai gali turėti įtakos ilgalaikiams orams ar klimatui.
Ekscentriškumas
Ekscentriškumas matuoja Žemės elipsės (pailgos) orbitos nuokrypius nuo simetriškos, apskritos orbitos. Jei ekscentrika lygi nuliui, orbita yra apvali. Kai orbita tampa elipsės formos, jos ekscentriškumas artėja prie vienos. Du svarbiausi atstumai tarp Žemės ir saulės yra apibūdinami kaip perihelis arba taškas Žemės orbitoje, kai jis yra arčiausiai saulės, ir afelis, arba kai jis yra toliausiai. Šių atstumų skirtumas vadinamas ekscentriškumu. Žemės ekscentriškumas svyruoja nuo 0,0005 iki 0,06, ir kuo didesnis šis skaičius, tuo daugiau saulės spindulių pasiekia Žemės paviršių. Ekscentriškumo ciklai trunka nuo 90 000 iki 100 000 metų.
Įstrižumas
Žemės ašies kampas vadinamas jos pasvirumu. Jei Žemės pasvirumas būtų lygus nuliui (apskritai nebūtų pasvirimo), Žemėje nebūtų metų laikų, nes neatsirastų temperatūros pokyčių. Žiemos metu Šiaurės pusrutulis (kur yra didžioji Žemės žemės masė) yra pasviręs nuo saulės, priimdamas saulės spinduliavimą daugiau kampu. Tai lemia šaltesnę temperatūrą ir ekstremalesnius temperatūros pokyčius. Vasarą sausumos masė linksta į saulę, todėl temperatūra būna šiltesnė ir pokyčiai ne tokie ryškūs. Pasvirimo ciklai trunka 40 000 metų, o pats pasvirimas svyruoja nuo 22 iki 24,5 laipsnių.
Precesija
Precesija apibūdina nedidelį klibėjimą Žemės ašyje, kurį sukelia mėnulis ir kitos Saulės sistemos planetos. Precesijos ciklai keičia perihelio ir afelio laiką, todėl padidėja ir sumažėja sezoninis kontrastas. Kai puslankis perihelyje yra orientuotas į saulę, atsiranda dideli metų laikų skirtumai, ir šis modelis pasikeičia priešingame pusrutulyje. Žemės ašis svyruoja ciklais, trunkančiais 26 000 metų.
Klimatas
Bendras ekscentriškumo, pasvirumo ir precesijos ciklų poveikis lemia orų pokyčius Žemėje. Žemė yra 5 milijonai kilometrų (3 milijonai mylių) toliau nuo saulės prie afelio, nei perihelio. Šiuo metu vasara Šiaurės pusrutulyje vyksta netoli afelio, todėl temperatūrų skirtumai yra ne tokie dideli, o klimatas švelnus. Prieš šešiolika tūkstančių metų žiema įvyko Šiaurės pusrutulyje prie afelio, buvo didelių temperatūrų skirtumų. Mokslininkai mano, kad šie skirtumai gali lemti ledynų judėjimą, kai jie ne kartą žengia į priekį ir traukiasi žemynuose, turėdami įtakos ilgalaikiams Žemės klimato ciklams.