Nosaukts pēc Milutina Milankoviča, matemātiķa, kurš tos vispirms aprakstīja, Milankoviča cikli ir lēnas Zemes rotācijas un slīpuma variācijas. Šie cikli ietver izmaiņas Zemes orbītas formā, kā arī tās ass leņķi un virzienu, pa kuru Zeme griežas. Šīs variācijas notiek lēnām un regulāri, izraisot Saules starojuma (siltuma) daudzuma izmaiņu ciklus, kas sasniedz Zemi. Zinātnieki uzskata, ka šie cikli var ietekmēt ilgtermiņa laika apstākļus vai klimatu.
Ekscentriskums
Ekscentriskums mēra novirzes Zemes eliptiskajā (iegarenajā) orbītā no simetriskas, apļveida orbītas. Ja ekscentriskums ir nulle, orbīta ir apļveida. Kad orbīta kļūst eliptiska, tās ekscentriskums tuvojas tai. Divi vissvarīgākie attālumi starp Zemi un Sauli tiek raksturoti kā perihēlijs vai Zemes orbītas punkts, kad tas atrodas vistuvāk saulei, un afēlijs vai kad tas atrodas vistālāk. Starpību starp šiem attālumiem sauc par ekscentriskumu. Zemes ekscentriskums svārstās no 0,0005 līdz 0,06, un jo lielāks šis skaitlis, jo vairāk saules starojuma nonāk Zemes virsmā. Ekscentriskuma cikli ilgst no 90 000 līdz 100 000 gadiem.
Slīpums
Zemes ass leņķi sauc par tā slīpumu. Ja Zemes slīpums būtu vienāds ar nulli (bez slīpuma vispār), Zemei nebūtu gadalaiku, jo temperatūras izmaiņas nenotiktu. Ziemas laikā ziemeļu puslode (kur atrodas lielākā daļa Zemes masas) ir noliekta prom no saules, saņemot saules starojumu vairāk leņķī. Tā rezultātā temperatūra ir vēsāka un temperatūras izmaiņas ir ārkārtīgākas. Vasarā zemes masa ir sasvērta pret sauli, kā rezultātā temperatūra ir siltāka un izmaiņas ir mazāk izteiktas. Slīpuma cikli ilgst 40 000 gadu, un pats slīpums svārstās no 22 līdz 24,5 grādiem.
Precesija
Precesija raksturo nelielu svārstīšanos Zemes asī, ko izraisījis mēness un citas Saules sistēmas planētas. Precesijas cikli maina perihēlija un afēlija laiku, izraisot sezonālā kontrasta pieaugumu un samazināšanos. Kad puslode perihēlijā ir orientēta uz sauli, rodas ārkārtējas gadalaiku atšķirības, un šis modelis tiek mainīts pretējā puslodē. Zemes ass šūpojas ciklos, kas ilgst 26 000 gadu.
Klimats
Ekscentriskuma, slīpuma un precedences ciklu kopējais efekts izraisa laika apstākļu izmaiņas uz Zemes. Aphelionā Zeme atrodas 5 miljonus kilometru (3 miljonu jūdžu) attālumā no saules nekā perihēlijā. Pašlaik ziemeļu puslodē vasara notiek apeliona tuvumā, tāpēc temperatūras atšķirības nav tik izteiktas un klimats ir maigs. Pirms sešpadsmit tūkstošiem gadu ziema notika ziemeļu puslodē pie Afeliona, un pastāvēja ārkārtējas temperatūras atšķirības. Zinātnieki uzskata, ka šīs atšķirības var izskaidrot ledāju kustību, jo tie atkārtoti virzās uz priekšu un atkāpjas visā kontinentos, ietekmējot Zemes ilgtermiņa klimata ciklus.