Gegenüber einem mit der Erde verbundenen Koordinatensystem, in dem Nord- und Südpol unveränderliche Koordinaten haben, vollzieht die wahre Erdachse ebenfalls periodische Bewegungen. Sie sind aber relativ klein, werden Polbewegungen genannt und von internationalen Diensten überwacht. Sie werden vor allem durch Massenverlagerungen im Inneren der Erde, in den Ozeanen und in der Atmosphäre verursacht und betragen bis zu 0,25 Bogensekunden, was auf der Erdoberfläche etwa 9 Metern entspricht. Die beiden größten Signalanteile haben Perioden von 435 Tagen (Chandler-Schwingung) und 365 Tagen (Jahresschwingung) mit Amplituden von ungefähr 6,3 beziehungsweise 3,2 Metern. Diese Variationen werden von kleineren Schwingungen mit Perioden von wenigen Stunden bis zu Jahrzehnten überlagert. Spontane Verlagerungen mit Amplituden von einigen Zentimetern wurden beispielsweise durch das Seebeben ausgelöst, das am 26. Dezember 2004 im Indischen Ozean vor der indonesischen Insel Sumatra stattfand. Das Erdbeben in Chile 2010 hatte möglicherweise eine Verschiebung der Erdachse um ca. 8 Zentimeter zur Folge, das Tōhoku-Erdbeben von 2011 vielleicht sogar um 10 cm.