Цикли Міланковіча, названі на честь математика, який перший описав їх, Мілутіна Міланковича - це повільні зміни в обертанні та нахилі Землі. Ці цикли включають зміни форми орбіти Землі, а також кута та напрямку осі, на якій обертається Земля. Ці зміни відбуваються повільно і регулярно, викликаючи цикли зміни кількості сонячного випромінювання (тепла), яке досягає Землі. Вчені вважають, що ці цикли можуть впливати на довгострокові погодні структури або клімат.
Ексцентричність
Ексцентриситет вимірює відхилення еліптичної (видовженої) орбіти Землі від симетричної кругової орбіти. Якщо ексцентриситет дорівнює нулю, орбіта кругова. Коли орбіта стає більш еліптичною, її ексцентриситет наближається до однієї. Дві найважливіші відстані між Землею і Сонцем описуються як перигелій, або точка на орбіті Землі, коли вона найближча до Сонця, і афелій, або коли вона знаходиться найдальше. Різниця між цими відстанями називається ексцентриситетом. Ексцентриситет Землі варіюється від 0,0005 до 0,06, і чим більше це число, тим більше сонячного випромінювання досягає поверхні Землі. Цикли ексцентриситету тривають від 90 000 до 100 000 років.
Похилість
Кут осі Землі називають її похилістю. Якби коса Земля дорівнювала нулю (взагалі не було нахилу), на Землі не було б сезонів, оскільки не відбувалися б зміни температури. Взимку Північна півкуля (де знаходиться більша частина суші Землі) відхиляється від сонця, отримуючи сонячне випромінювання під більшим кутом. Це призводить до більш холодних температур і більш екстремальних температурних перепадів. Протягом літа суша нахиляється до сонця, що призводить до підвищення температури та менш екстремальних змін. Цикли косості тривають 40000 років, а сам нахил коливається від 22 до 24,5 градусів.
Прецесія
Прецесія описує незначне хитання в осі Землі, спричинене Місяцем та іншими планетами Сонячної системи. Прецесійні цикли змінюють періоди перигелію та афелію, викликаючи збільшення та зменшення сезонної контрастності. Коли півкуля орієнтована на Сонце в перигелії, виникають екстремальні різниці в сезонах, і ця картина змінюється в протилежній півкулі. Вісь Землі хитається в циклах, які тривають 26 000 років.
Клімат
Поєднані ефекти циклів ексцентриситету, косості та прецесії спричиняють зміни в погодних схемах на Землі. Земля знаходиться на 5 мільйонів кілометрів (3 мільйони миль) далі від сонця в афелії, ніж у перигелії. В даний час літо в Північній півкулі відбувається поблизу афелію, тому різниця температур менш екстремальна, а клімат м'який. Шістнадцять тисяч років тому в Північній півкулі в афелії настала зима, і були надзвичайні перепади температур. Вчені вважають, що ці відмінності можуть пояснювати рух льодовиків, оскільки вони неодноразово просуваються і відступають по континентах, впливаючи на тривалі кліматичні цикли Землі.