Milankovic Cycles, genoemd naar Milutin Milankovic, de wiskundige die ze voor het eerst beschreef, zijn langzame variaties in de rotatie en kanteling van de aarde. Deze cycli omvatten veranderingen in de vorm van de baan van de aarde, evenals de hoek en richting van de as waarop de aarde draait. Deze variaties komen langzaam en regelmatig voor, waardoor cycli van verandering in de hoeveelheid zonnestraling (warmte) die de aarde bereikt, ontstaan. Wetenschappers geloven dat deze cycli van invloed kunnen zijn op de lange termijn weerpatronen of het klimaat.
Excentriciteit
Excentriciteit meet afwijkingen in de elliptische (langwerpige) baan van de aarde vanuit een symmetrische, cirkelvormige baan. Als de excentriciteit nul is, is een baan cirkelvormig. Naarmate een baan meer elliptisch wordt, komt zijn excentriciteit dichter bij één. De twee belangrijkste afstanden tussen de aarde en de zon worden beschreven als het perihelium, of het punt in de baan van de aarde wanneer het zich het dichtst bij de zon bevindt, en het aphelium, of wanneer het het verst weg is. Het verschil tussen deze afstanden wordt excentriciteit genoemd. De excentriciteit van de aarde varieert van 0,0005 tot 0,06, en hoe groter dit aantal, hoe meer zonnestraling het aardoppervlak bereikt. Excentriciteitscycli duren tussen de 90.000 en 100.000 jaar.
Obliquiteit
De hoek van de aardas wordt de scheefstand genoemd. Als de scheefstand van de aarde gelijk zou zijn aan nul (helemaal geen kanteling), zou de aarde geen seizoenen hebben omdat er geen variatie in temperatuur zou optreden. Tijdens de winter staat het noordelijk halfrond (waar het grootste deel van de landmassa van de aarde is) weg van de zon en ontvangt zonnestraling onder een grotere hoek. Dit resulteert in koudere temperaturen en extremere temperatuurveranderingen. Tijdens de zomer is de landmassa naar de zon gekanteld, wat resulteert in warmere temperaturen en minder extreme veranderingen. De cycli van scheefstand duren 40.000 jaar en de helling zelf varieert van 22 tot 24,5 graden.
Precessie
Precessie beschrijft de lichte wiebeling in de aardas veroorzaakt door de maan en andere planeten in het zonnestelsel. Precessiecycli veranderen de tijden van perihelium en aphelium, waardoor het seizoenscontrast toeneemt en afneemt. Wanneer een halfrond in het perihelium naar de zon is gericht, ontstaan er extreme verschillen in seizoenen, en dit patroon wordt omgekeerd op het tegenovergestelde halfrond. De aardas wiebelt in cycli die 26.000 jaar duren.
Klimaat
De gecombineerde effecten van de cycli van excentriciteit, scheefstand en precessie veroorzaken veranderingen in weerpatronen op aarde. De aarde is 5 miljoen kilometer (3 miljoen mijl) verder verwijderd van de zon in het aphelium dan in het perihelium. Momenteel vindt de zomer op het noordelijk halfrond plaats in de buurt van het aphelium, waardoor de temperatuurverschillen minder extreem zijn en het klimaat mild. Zestienduizend jaar geleden viel de winter op het noordelijk halfrond bij aphelion, en waren er extreme temperatuurverschillen. Wetenschappers zijn van mening dat deze verschillen de beweging van gletsjers kunnen verklaren, omdat ze zich herhaaldelijk over de continenten voortbewegen en terugtrekken, wat de klimaatcycli van de aarde op de lange termijn beïnvloedt.