地軸
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。
θ = tan − 1  ( h l ) {\displaystyle \theta =\tan ^{-1}\left({\frac {h}{l}}\right)}
北半球であれば、地軸の傾き φ は、
φ = 90 - x - θ
である。
地軸(ちじく)とは、地球が自転する際の軸(自転軸)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それぞれの自転の軸を地軸と呼ぶ。 以降、特に断らない限り本項では、地球の自転軸について述べる。
地球の自転軸は、公転軸に対して約23.4度傾いており、公転面に対する角度は約66.6度である。