Τα ουράνια αντικείμενα σε τροχιά, όπως ο πλανήτης Γη, κινούνται με δύο τρόπους: περιστροφή και περιστροφή. Το πρώτο αναφέρεται στην ελλειπτική κίνηση ενός δορυφόρου γύρω από το μητρικό του σώμα, στην προκειμένη περίπτωση τον ήλιο. το τελευταίο αναφέρεται στην κυκλική κίνηση του σώματος γύρω από έναν κεντρικό άξονα καθώς περιστρέφεται. Ο άξονας περιστροφής δημιουργεί συχνά μια κεκλιμένη, μη κάθετη γωνία από το τροχιακό επίπεδο. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως αξονική κλίση ή κλίση, έχει βαθιές επιπτώσεις στις συνθήκες στον πλανήτη.
Η αξονική κλίση της Γης είναι σήμερα 23.5 μοίρες και κυμαίνεται μεταξύ 22 και 24.5 μοιρών σε μια περίοδο 41,000 ετών. Σε σχέση με το τροχιακό επίπεδο, γνωστό και ως εκλειπτική, ο βόρειος και ο νότιος ουράνιος πόλος κινούνται αργά, γεγονός που κάνει τον πλανήτη να γέρνει σχεδόν πάντα προς την ίδια κατεύθυνση σε σχέση με το ηλιακό σύστημα στο σύνολό του. Καθώς η Γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο, η κατανομή του ηλιακού φωτός και σε ολόκληρο τον πλανήτη ποικίλλει. το βόρειο και το νότιο ημισφαίριο λαμβάνουν μόνο ίσες ποσότητες φωτός κατά τη διάρκεια της εαρινής και φθινοπωρινής ισημερίας. Όταν το βόρειο ημισφαίριο γέρνει προς την κατεύθυνση του Ήλιου, οι άνθρωποι σε αυτό το μέρος του κόσμου περνούν τη θερινή περίοδο, ενώ το Νότιο Ημισφαίριο έχει χειμώνα. Στην αντίθετη πλευρά της τροχιάς, το Νότιο Ημισφαίριο γέρνει προς τον ήλιο και βιώνει την εποχή του καλοκαιριού. το βόρειο ημισφαίριο γέρνει μακριά και έχει χειμώνα
Ένας από τους δείκτες της εποχιακής μετατόπισης είναι η μεταβλητή αναλογία της ημέρας προς τη νύχτα καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, που ελέγχεται από την αξονική κλίση της Γης. Η πλευρά της Γης που βλέπει τον ήλιο σε κάθε δεδομένη στιγμή έχει εμπειρία της ημέρας. Όταν το βόρειο ημισφαίριο είναι στραμμένο προς τον ήλιο, τα γεωγραφικά πλάτη βόρεια του ισημερινού θα έχουν μεγαλύτερη έκταση στην πλευρά της ημέρας του πλανήτη, προκαλώντας μεγαλύτερες ημέρες και το Νότιο Ημισφαίριο έχει μικρότερες ημέρες. Η απομάκρυνση από τον ισημερινό αυξάνει αυτή την απόσταση. Ο Αρκτικός Κύκλος που βρίσκεται στις 66 μοίρες βόρεια σηματοδοτεί το σημείο στο οποίο ολόκληρη η περιστροφή είναι στην ημερήσια ή νυχτερινή πλευρά του ήλιου, που αναφέρεται ως θερινό και χειμερινό ηλιοστάσιο, όταν η μέρα ή η νύχτα διαρκεί ένα πλήρες 24ωρο. Στους πόλους, η μέρα και η νύχτα διαρκούν ολόκληρους έξι μήνες.
Οι επιστήμονες δεν έχουν ανακαλύψει την αιτία της αξονικής κλίσης της Γης, αλλά έχουν διατυπώσει μερικές βασικές θεωρίες. Η επικρατέστερη θεωρία είναι ότι ένα μεγάλο ουράνιο σώμα συγκρούστηκε με τη Γη νωρίς στη διάρκεια της ζωής του και προκάλεσε μια κλίση στον άξονα. Μια άλλη θεωρία είναι η χαοτική κατανομή της σκόνης στο σχηματισμό του ηλιακού συστήματος, η οποία εξηγεί ότι κάθε πλανήτης έχει διαφορετική αξονική κλίση.