Baanvorm (excentriciteit)
De baan van de aarde is een ellips. De excentriciteit is een maat voor de afwijking van deze ellips ten opzichte van de cirkelvorm. De vorm van de aardbaan varieert in de tijd tussen bijna cirkelvormig en licht elliptisch.
Axiale kanteling (scheefstand)
De hoek van de axiale schuinte van de aarde varieert ten opzichte van het eclipticavlak, omdat verstoringen door andere planeten de baan van de aarde verschuiven.
Wanneer de obliquiteit toeneemt, ontvangen de zomers op beide halfronden meer warmte en licht van de zon, en de winters minder. Omgekeerd, wanneer de obliquiteit afneemt, ontvangen de zomers minder zonneschijn en de winters meer. Deze langzame obliquiteitsschommelingen van 2,4° zijn ruwweg periodiek. Ze doen er ongeveer 41.000 jaar over om te schuiven tussen een schuine stand van 22,1° en 24,5° en weer terug.
Axiale precessie
Precessie is het wiebelen van de aardas. Deze gyroscopische beweging is het gevolg van de getijdenkrachten die door de zon en de maan worden uitgeoefend op de vaste aarde, die de vorm heeft van een afgeplatte sferoïde in plaats van een bol. De zon en de maan dragen ongeveer in gelijke mate bij tot dit effect. De periode is ongeveer 26.000 jaar.
Wanneer de as naar de zon wijst, heeft het ene halfrond een groter verschil tussen de seizoenen, terwijl het andere halfrond mildere seizoenen heeft. Het halfrond dat zich in de zomer op het perihelium bevindt ontvangt een groot deel van de overeenkomstige toename van de zonnestraling, maar datzelfde halfrond dat zich in de winter op het aphelium bevindt heeft een koudere winter. Het andere halfrond zal een relatief warmere winter en koelere zomer hebben.
Apsidal precessie
Planeten die in een baan om de zon draaien volgen elliptische (ovale) banen die in de loop van de tijd geleidelijk ronddraaien (apsidale precessie).
Bovendien precesseert de baanellips zelf in de ruimte, voornamelijk als gevolg van interacties met Jupiter en Saturnus. Dit verkort de periode van de precessie van de equinoxen van 25.771,5 tot ~21.636 jaar.
Omloopbaan inclinatie
De inclinatie van de aardbaan schuift op en neer ten opzichte van de huidige baan met een cyclus met een periode van ongeveer 70.000 jaar. Milankovitch heeft deze driedimensionale beweging niet bestudeerd. Deze beweging staat bekend als "precessie van de ecliptica" of "planetaire precessie".
Onderzoekers merkten deze drift op, en ook dat de baan beweegt ten opzichte van de banen van de andere planeten. Het onveranderlijke vlak, het vlak dat het impulsmoment van het zonnestelsel weergeeft, ligt ongeveer in het baanvlak van Jupiter. De inclinatie van de aardbaan heeft een 100.000 jarige cyclus ten opzichte van het onveranderlijke vlak. Dit is zeer vergelijkbaar met de excentriciteitsperiode van 100.000 jaar. Deze 100.000-jarige cyclus komt sterk overeen met het 100.000-jarige patroon van ijstijden.
Er is voorgesteld dat in het vlak een schijf van stof en ander puin bestaat, die het klimaat van de aarde beïnvloedt. De Aarde beweegt door dit vlak rond 9 januari en 9 juli, wanneer er een toename is van radar-gedetecteerde meteoren en meteoor-gerelateerde lichtende wolken.
Een studie van de Antarctische ijskern, waarbij gebruik werd gemaakt van zuurstof-stikstofverhoudingen in luchtbellen die in het ijs waren ingesloten, leidde tot de conclusie dat de in de ijskernen gedocumenteerde klimaatreactie werd aangedreven door de insolatie van het noordelijk halfrond, zoals voorgesteld door de Milankovitch-hypothese. Dit is een extra bevestiging van de Milankovitch-hypothese door middel van een betrekkelijk nieuwe methode. Het is niet in overeenstemming met de "hellingshoek"-theorie van de 100.000-jarige cyclus.
