Forma orbitale (eccentricità)
L'orbita terrestre è un'ellisse. L'eccentricità è una misura dell'allontanamento di questa ellisse dalla circolarità. La forma dell'orbita terrestre varia nel tempo tra quasi circolare e leggermente ellittica.
Inclinazione assiale (obliquità)
L'angolo di inclinazione assiale della Terra varia rispetto al piano dell'eclittica, perché le perturbazioni di altri pianeti spostano l'orbita della Terra.
Quando l'obliquità aumenta, le estati in entrambi gli emisferi ricevono più calore e luce dal Sole, e gli inverni meno. Al contrario, quando l'obliquità diminuisce, le estati ricevono meno sole e gli inverni di più. Queste lente variazioni di obliquità di 2,4° sono approssimativamente periodiche. Impiegano circa 41.000 anni per passare da un'inclinazione di 22,1° a 24,5° e viceversa.
Precessione assiale
La precessione è l'oscillazione dell'asse terrestre. Questo movimento giroscopico è dovuto alle forze di marea esercitate dal sole e dalla luna sulla Terra solida, che ha la forma di uno sferoide oblato piuttosto che di una sfera. Il sole e la luna contribuiscono all'incirca allo stesso modo a questo effetto. Il suo periodo è di circa 26.000 anni.
Quando l'asse punta verso il Sole, un emisfero polare ha una maggiore differenza tra le stagioni mentre l'altro ha stagioni più miti. L'emisfero che è in estate al perielio riceve gran parte del corrispondente aumento della radiazione solare, ma quello stesso emisfero in inverno all'afelio ha un inverno più freddo. L'altro emisfero avrà un inverno relativamente più caldo e un'estate più fresca.
Precessione absidale
I pianeti che orbitano intorno al Sole seguono orbite ellittiche (ovali) che ruotano gradualmente nel tempo (precessione apsidale).
Inoltre, l'ellisse orbitale stessa precede nello spazio, principalmente come risultato delle interazioni con Giove e Saturno. Questo accorcia il periodo della precessione degli equinozi da 25.771,5 a ~21.636 anni.
Inclinazione orbitale
L'inclinazione dell'orbita terrestre va su e giù rispetto alla sua orbita attuale con un ciclo che ha un periodo di circa 70.000 anni. Milankovitch non ha studiato questo movimento tridimensionale. Questo movimento è noto come "precessione dell'eclittica" o "precessione planetaria".
I ricercatori hanno notato questa deriva, e anche che l'orbita si muove rispetto alle orbite degli altri pianeti. Il piano invariabile, il piano che rappresenta il momento angolare del sistema solare, è approssimativamente il piano orbitale di Giove. L'inclinazione dell'orbita terrestre ha un ciclo di 100.000 anni rispetto al piano invariabile. Questo è molto simile al periodo di eccentricità di 100.000 anni. Questo ciclo di 100.000 anni corrisponde strettamente al modello di 100.000 anni delle ere glaciali.
È stato proposto che nel piano esista un disco di polvere e altri detriti, che influenza il clima della Terra. La Terra si muove attraverso questo piano intorno al 9 gennaio e al 9 luglio, quando c'è un aumento delle meteore rilevate dai radar e delle nuvole noctilucenti legate alle meteore.
Uno studio della carota di ghiaccio antartica, utilizzando i rapporti ossigeno-azoto nelle bolle d'aria intrappolate nel ghiaccio, ha concluso che la risposta climatica documentata nelle carote di ghiaccio è stata guidata dall'insolazione dell'emisfero settentrionale come proposto dall'ipotesi Milankovitch. Questa è un'ulteriore convalida dell'ipotesi Milankovitch con un metodo relativamente nuovo. Non è coerente con la teoria dell'"inclinazione" del ciclo di 100.000 anni.
