Cykle Milankovica, nazwane na cześć Milutina Milankovica, matematyka, który je jako pierwszy opisał, to powolne zmiany w obrocie i nachyleniu Ziemi. Cykle te obejmują zmiany kształtu orbity Ziemi, a także kąt i kierunek osi, wokół której obraca się Ziemia. Zmiany te zachodzą powoli i regularnie, powodując cykle zmiany ilości promieniowania słonecznego (ciepła), które dociera do Ziemi. Naukowcy uważają, że te cykle mogą wpływać na długoterminowe wzorce pogodowe lub klimat.
Ekscentryczność
Mimośród mierzy odchylenia eliptycznej (wydłużonej) orbity Ziemi od symetrycznej, kołowej orbity. Jeśli mimośród wynosi zero, orbita jest kołowa. Gdy orbita staje się bardziej eliptyczna, jej mimośród zbliża się do jedności. Dwie najważniejsze odległości między Ziemią a Słońcem są opisane jako peryhelium, czyli punkt na orbicie Ziemi, kiedy jest najbliżej Słońca, oraz aphelium, czyli kiedy jest najdalej. Różnica między tymi odległościami nazywana jest ekscentrycznością. Ekscentryczność Ziemi waha się od 0,0005 do 0,06, a im większa jest ta liczba, tym więcej promieniowania słonecznego dociera do powierzchni Ziemi. Cykle ekscentryczności trwają od 90 000 do 100 000 lat.
Pochyłość
Kąt osi Ziemi nazywany jest jej nachyleniem. Gdyby nachylenie Ziemi było równe zeru (żadne nachylenie), Ziemia nie miałaby pór roku, ponieważ nie występowałyby żadne zmiany temperatury. Zimą półkula północna (gdzie znajduje się większość lądu Ziemi) jest odchylona od Słońca, otrzymując promieniowanie słoneczne pod większym kątem. Powoduje to niższe temperatury i bardziej ekstremalne zmiany temperatury. Latem ląd jest nachylony w stronę słońca, co skutkuje cieplejszymi temperaturami i mniej ekstremalnymi zmianami. Cykle nachylenia trwają 40 000 lat, a samo nachylenie waha się od 22 do 24,5 stopnia.
Precesja
Precesja opisuje niewielkie chybotanie osi Ziemi spowodowane przez Księżyc i inne planety Układu Słonecznego. Cykle precesji zmieniają czasy peryhelium i aphelium, powodując wzrost i spadek kontrastu sezonowego. Kiedy półkula jest zorientowana w kierunku słońca na peryhelium, powstają ekstremalne różnice w porach roku i ten wzór jest odwracany na przeciwnej półkuli. Oś Ziemi chwieje się w cyklach, które trwają 26 000 lat.
Klimat
Połączone efekty cykli ekscentryczności, nachylenia i precesji powodują zmiany we wzorcach pogodowych na Ziemi. Ziemia jest 5 milionów kilometrów (3 miliony mil) dalej od Słońca w aphelium niż w peryhelium. Obecnie lato na półkuli północnej występuje w pobliżu aphelium, więc różnice temperatur są mniej ekstremalne, a klimat łagodny. Szesnaście tysięcy lat temu na półkuli północnej w aphelium pojawiła się zima i wystąpiły ekstremalne różnice temperatur. Naukowcy są przekonani, że te różnice mogą tłumaczyć ruch lodowców, które wielokrotnie przesuwają się i cofają na kontynentach, wpływając na długoterminowe cykle klimatyczne Ziemi.