โลก (ดาวเคราะห์)
วงโคจรและการหมุนรอบตัวเอง > การเอียงของแกนโลกและฤดูกาล

บทความหลัก: ความเอียงของแกน
แกนโลกเอียงประมาณ 23.439281° เทียบกับแกนของระนาบโคจร โดยจะชี้ไปขั้วฟ้าเสมอ เนื่องจากความเอียงของแกนโลก ปริมาณแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบจุดใด ๆ บนพื้นผิวจึงผันแปรไปตามแต่ละช่วงของปี ก่อให้เกิดการเปลี่ยนฤดูกาลในแต่ละภูมิอากาศโดยฤดูร้อนในซีกโลกเหนือจะเกิดขึ้นเมื่อทรอปิกออฟแคนเซอร์หันเข้าหาดวงอาทิตย์ ส่วนฤดูหนาวเกิดเมื่อทรอปิกออฟแคปริคอนในซีกโลกใต้หันเข้าหาดวงอาทิตย์  ในระหว่างฤดูร้อน กลางวันจะยาวกว่าและดวงอาทิตย์จะมีตำแหน่งสูงขึ้นบนท้องฟ้า ส่วนในฤดูหนาว ภูมิอากาศจะเย็นลงและกลางวันจะสั้นลง ในละติจูดเขตอบอุ่นทางเหนือดวงอาทิตย์จะขึ้นเหนือกว่าทิศตะวันออกจริงระหว่างครีษมายันและลับฟ้าเหนือกว่าทิศตะวันตกจริง (กลับกันในฤดูหนาว) ในช่วงฤดูร้อนของเขตอบอุ่นในซีกโลกใต้ดวงอาทิตย์จะขึ้นใต้กว่าทิศตะวันออกจริงและลับฟ้าไปใต้กว่าทิศตะวันตกจริง
เหนืออาร์กติกเซอร์เคิลขึ้นไปจะมีกรณีสุดขั้วหนึ่งโดยที่ตลอดช่วงหนึ่งของปีจะไม่มีแสงอาทิตย์ส่องถึงเลย ซึ่งนานสุดหกเดือนเต็ม ณ ขั้วโลกเหนือพอดี เรียกว่ากลางคืนขั้วโลก ส่วนในซีกโลกใต้สถานการณ์จะกลับตรงกันข้ามโดยการที่ขั้วโลกใต้วางตัวในแนวตรงข้ามกับขั้วโลกเหนือ อีกหกเดือนให้หลัง ขั้วโลกเหนือจะเกิดอาทิตย์เที่ยงคืน คือเป็นกลางวันตลอด 24 ชั่วโมง กลับกับขั้วโลกใต้
โดยข้อตกลงทางดาราศาสตร์ ฤดูกาลทั้งสี่นั้นกำหนดโดยอายันซึ่งเป็นจุดในวงโคจรที่แกนโลกเอียงเข้าหาหรือออกจากดวงอาทิตย์มากที่สุด และวิษุวัตซึ่งเป็นจุดที่ทิศทางการเอียงของแกนกับทิศทางสู่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากกัน สำหรับซีกโลกเหนือเหมายันจะเกิดขึ้นประมาณวันที่ 21 ธันวาคม ครีษมายันเกิดขึ้นใกล้กับวันที่ 21 มิถุนายน วสันตวิษุวัตเกิดขึ้นราววันที่ 20 มีนาคม และศารทวิษุวัตจะประมาณวันที่ 23 กันยายน สำหรับซีกโลกใต้สถานการณ์จะกลับกันโดยวันที่เกิดครีษมายันกับเหมายันและวสันตวิษุวัตกับศารทวิษุวัตจะสลับกัน
มุมการเอียงของแกนโลกถือว่าค่อนข้างเสถียรมาช้านาน ความเอียงของแกนยังมีการส่ายซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ขึ้นลงเล็กน้อยอย่างไม่สม่ำเสมอโดยมีคาบหลักราว 18.6 ปี ทิศทางการวางตัวของแกนโลก (นอกเหนือจากมุมเอียงแล้ว) ยังมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในลักษณะการหมุนควงโดยครบรอบวัฏจักรในทุก ๆ เวลาประมาณ 25800 ปี ลักษณะการหมุนควงนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้ปีดาวฤกษ์กับปีฤดูกาลแตกต่างกัน การเคลื่อนที่ทั้งสองรูปแบบดังกล่าวเกิดขึ้นโดยความดึงดูดที่ผันแปรไปของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ที่กระทำต่อส่วนโป่งบริเวณศูนย์สูตรของโลก ขั้วโลกทั้งคู่ยังมีการเคลื่อนตำแหน่งได้หลายเมตรไปมาตามพื้นผิวโลก การเคลื่อนของขั้วนี้ประกอบกันขึ้นจากวัฏจักรที่หลากหลายซึ่งเรียกรวม ๆ กันว่าการเคลื่อนกึ่งคาบ ตัวอย่างการเคลื่อนลักษณะนี้ซึ่งเกิดเป็นประจำด้วยวัฏจักรประมาณ 14 เดือนก็คือการส่ายแชนด์เลอร์ (Chandler wobble) อัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลกยังผันแปรไปตามปรากฏการณ์ต่าง ๆ รู้จักกันในชื่อการผันแปรความยาวของวัน
ในสมัยปัจจุบัน จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของโลกเกิดขึ้นประมาณวันที่ 3 มกราคม และจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดเกิดขึ้นประมาณวันที่ 4 กรกฎาคม สองวันนี้เปลี่ยนแปลงตลอดอันเนื่องมาจากการเคลื่อนถอยของวิษุวัตและปัจจัยของวงโคจรอย่างอื่น ซึ่งเป็นไปตามแบบแผนเป็นรอบ ๆ เรียก วัฏจักรมิลานโควิตช์ การเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ทำให้พลังงานจากดวงอาทิตย์มาถึงโลกเพิ่มขึ้น ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเทียบกับจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดประมาณร้อยละ 6.9 เพราะซีกโลกใต้มีการเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ในเวลาใกล้เคียงกันกับตำแหน่งที่โลกเดินทางเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ซีกโลกใต้จึงได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากกว่าที่ซีกโลกเหนือได้รับเล็กน้อยตลอดช่วงเวลาของปี ผลที่เป็นอยู่นี้มีนัยสำคัญน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงพลังงานอันเนื่องมาจากความเอียงของแกนอยู่มาก และส่วนใหญ่ของพลังงานส่วนเกินที่ได้รับมาจะถูกดูดซับไปโดยน้ำอันเป็นพื้นที่ส่วนใหญ่ของซีกโลกใต้