Tvar oběžné dráhy (excentricita)
Oběžná dráha Země je elipsa. Excentricita je mírou odchylky této elipsy od kruhovitosti. Tvar zemské dráhy se v čase mění mezi téměř kruhovou a mírně eliptickou.
Axiální náklon (šikmost)
Úhel sklonu osy Země se mění vzhledem k rovině ekliptiky, protože rušivé vlivy jiných planet posouvají dráhu Země.
Když se šikmost zvětšuje, léta na obou polokoulích dostávají od Slunce více tepla a světla a zimy méně. Naopak, když se šikmost zmenšuje, léta dostávají méně slunečního záření a zimy více. Tyto pomalé změny šikmosti o 2,4° jsou zhruba periodické. Trvá přibližně 41 000 let, než se změní mezi sklonem 22,1° a 24,5° a zpět.
Axiální precese
Precese je kolísání zemské osy. Tento gyroskopický pohyb je způsoben slapovými silami působícími na pevnou Zemi, která má spíše tvar oblého sféroidu než koule. Slunce a Měsíc se na tomto jevu podílejí zhruba stejnou měrou. Jeho perioda je přibližně 26 000 let.
Pokud osa směřuje ke Slunci, je na jedné polární polokouli větší rozdíl mezi ročními obdobími, zatímco na druhé jsou roční období mírnější. Polokoule, která je v létě v periheliu, dostává většinu odpovídajícího nárůstu slunečního záření, ale tatáž polokoule v zimě v aféliu má chladnější zimu. Druhá polokoule bude mít relativně teplejší zimu a chladnější léto.
Apsidální precese
Planety obíhající kolem Slunce se pohybují po eliptických (oválných) drahách, které se v průběhu času postupně otáčejí (apsidální precese).
Kromě toho se samotná oběžná elipsa v prostoru precesuje, především v důsledku interakcí s Jupiterem a Saturnem. To zkracuje dobu precese rovnodennosti z 25 771,5 na ~21 636 let.
Sklon oběžné dráhy
Sklon oběžné dráhy Země se vůči její současné dráze pohybuje nahoru a dolů s periodou přibližně 70 000 let. Milankovitch tento trojrozměrný pohyb nestudoval. Tento pohyb je znám jako "precese ekliptiky" nebo "planetární precese".
Vědci si všimli této odchylky a také toho, že se dráha pohybuje vzhledem k dráhám ostatních planet. Neměnná rovina, rovina, která představuje úhlový moment hybnosti Sluneční soustavy, je přibližně rovinou oběžné dráhy Jupiteru. Sklon zemské dráhy má vůči neměnné rovině cyklus 100 000 let. To je velmi podobné 100 000leté periodě excentricity. Tento 100 000letý cyklus přesně odpovídá 100 000letému průběhu dob ledových.
Bylo navrženo, že v rovině existuje disk prachu a dalších úlomků, který ovlivňuje zemské klima. Země se touto rovinou pohybuje kolem 9. ledna a 9. července, kdy dochází ke zvýšenému výskytu meteorů detekovaných radarem a nočních oblaků souvisejících s meteory.
Studie antarktického ledového jádra na základě poměru kyslíku a dusíku ve vzduchových bublinách zachycených v ledu dospěla k závěru, že klimatická odezva zdokumentovaná v ledových jádrech byla způsobena osluněním severní polokoule, jak navrhuje Milankovičova hypotéza. Jedná se o další potvrzení Milankovičovy hypotézy relativně novou metodou. Není v souladu s "inklinační" teorií stotisíciletého cyklu.
