Numit după Milutin Milankovic, matematicianul care le-a descris pentru prima dată, ciclurile Milankovic sunt variații lente ale rotației și înclinării Pământului. Aceste cicluri includ schimbări în forma orbitei Pământului, precum și unghiul și direcția axei pe care se rotește Pământul. Aceste variații apar lent și regulat, provocând cicluri de schimbare a cantității de radiație solară (căldură) care ajunge pe Pământ. Oamenii de știință cred că aceste cicluri pot afecta modelele meteo pe termen lung sau clima.
Excentricitate
Excentricitatea măsoară abaterile pe orbita eliptică (alungită) a Pământului de la o orbită simetrică, circulară. Dacă excentricitatea este zero, o orbită este circulară. Pe măsură ce o orbită devine mai eliptică, excentricitatea sa se apropie de una. Cele mai importante două distanțe dintre Pământ și soare sunt descrise ca periheliu sau punctul din orbita Pământului când este cel mai aproape de soare și afeliu sau când este cel mai îndepărtat. Diferența dintre aceste distanțe se numește excentricitate. Excentricitatea Pământului variază de la 0,0005 la 0,06 și, cu cât este mai mare acest număr, cu atât mai multă radiație solară ajunge la suprafața Pământului. Ciclurile de excentricitate durează între 90.000 și 100.000 de ani.
Oblicitate
Unghiul axei Pământului este denumit oblicitate. Dacă oblicitatea Pământului ar fi egală cu zero (fără înclinare deloc), Pământul nu ar avea anotimpuri deoarece nu ar avea loc nicio variație a temperaturii. În timpul iernii, emisfera nordică (unde se află cea mai mare parte a pământului) este înclinată de soare, primind radiații solare într-un unghi mai mare. Acest lucru are ca rezultat temperaturi mai scăzute și schimbări de temperatură mai extreme. În timpul verii, masa de teren este înclinată spre soare, rezultând temperaturi mai calde și schimbări mai puțin extreme. Ciclurile de oblicitate durează 40.000 de ani și înclinarea în sine variază de la 22 la 24,5 grade.
Precesiune
Precesiunea descrie ușoara oscilație din axa Pământului cauzată de lună și alte planete din sistemul solar. Ciclurile de precesiune schimbă timpii de periheliu și afeliu, provocând creșteri și scăderi ale contrastului sezonier. Când o emisferă este orientată spre soare la periheliu, rezultă diferențe extreme în anotimpuri, iar acest tipar este inversat în emisfera opusă. Axa Pământului se clatină în cicluri care durează 26.000 de ani.
Climat
Efectele combinate ale ciclurilor de excentricitate, oblicitate și precesiune provoacă modificări ale modelelor meteo pe Pământ. Pământul este la 5 milioane de kilometri (3 milioane de mile) mai departe de soare la afeliu decât la periheliu. În prezent, vara în emisfera nordică are loc aproape de afeliu, astfel încât diferențele de temperatură sunt mai puțin extreme și clima este blândă. În urmă cu șaisprezece mii de ani, iarna a avut loc în emisfera nordică la afeliu și au existat diferențe extreme de temperatură. Oamenii de știință cred că aceste diferențe pot explica mișcarea ghețarilor pe măsură ce înaintează și se retrag în mod repetat pe continente, afectând ciclurile climatice pe termen lung ale Pământului.