地軸
地軸（ちじく）とは、地球が自転する際の軸であり、北極点と南極点とを結ぶ運動しない直線を指す。地球以外の惑星及び衛星についても地軸と呼ぶ。地球の地軸は、公転面の法線に対して、約23.43度傾いている。以降、特に断らない限り、地球の地軸について述べる。
。地軸が傾いていることから、夏季には日が高く昇り、昼の時間が長く、冬季には日が低く、昼が短い。単位面積当たりの太陽エネルギーの照射量と日照時間とが変化することで、季節が生じる。北緯23.43度（23度26分）を走る北回帰線上では、1年に1度、夏至に太陽の南中高度が90度になる。これも地軸の傾きによる。逆に90−23.43の北緯66.56度（66度33分）の北極圏では、夏至に太陽が沈まず(白夜)、冬至に日が昇らない(極夜)。なお、南半球では暦と季節との対応が反対（6月は冬、12月は夏）となるため、南回帰線上では12月の冬至（現地の夏）に太陽の南中高度が90度となり、南極圏では冬至を含む12月前後（現地の夏）に白夜となる。
地軸は、公転の影響を受けないため、常に一定の方向を指す。そのため、天球の北半球と地軸の交点付近の恒星である北極星は、1日のどの時刻であっても、1年のどの季節であっても同じ高度（角度）に見える。この高度は観測者の居る地点の緯度によってだけ決まるので、北極星の高度を測定すれば（もちろん北極星の見える北半球においてであるが）、地球上のどの地点であっても緯度を計算できるのである。GPSなどが発達する以前、数百年にわたって北極星が航海などに役立ってきたのは、こうした地軸の性質による。
ただし、非常に長い期間を想定した場合、地軸自体の指す方向は変化する。これを歳差運動と呼ぶ。歳差運動自体は珍しいものではなく、コマの首振り運動のように日常観察できるものである。地軸の歳差運動の周期は約2万5,800年である。このため、北極星に該当する恒星も相対的に変化しているように観察される。
地軸が傾いていること自体は、季節によって日の出、日の入りの時刻が異なることから予想することができた。それでは、地軸の傾き自体はどのように測定できるのだろうか。まず、北極星の高度から緯度 "x" を測定する。北極星が観測者の真上に見えれば緯度90度、水平線であれば緯度0度である。次に、一日で最も日が短くなる北半球の冬至の南中時に高さ "h" の物体の影の長さ "l" を測定する。すると、次の式から太陽の高度 "θ" が分かる。
formula_1
北半球であれば、地軸の傾き "φ" は、
"φ" = 90 - "x" - "θ"
超巨大地震による地形の変形により極運動が励起され、地軸がずれることが知られる。地軸がずれた結果、地震の前後で地球の自転周期がわずかに変化し、2004年スマトラ沖地震、2010年チリ・マウレ地震、2011年東北地方太平洋沖地震では、何れもマイクロ秒オーダー(10s)で自転周期が速くなったという観測結果もある。
太陽系の他の惑星に目を向けると、地軸の傾き（赤道傾斜角）はさまざまである。地軸の傾きが最も小さいのは水星（0度）。水星では季節の変化が起こらない。もっとも軌道の離心率が0.20と大きいため、太陽からの距離の変化に強い影響を受ける。
地軸の傾きの絶対値が最も大きい太陽系の惑星は、天王星（97.86度）である。ほとんど横倒しのまま自転していることになる。天王星の公転周期は84年であるから、例えば、極地から観測すると約40年間昼または夜が続くことになる。