Nutación es una palabra derivada del latín nutare que significa asentir. Significa un movimiento de cabeceo, balanceo o balanceo en un eje de rotación. La rotación puede ser de un objeto simétrico, como una bala en vuelo o un giroscopio. Los planetas también tienen una nutación en su eje de rotación; La nutación de la Tierra fue descubierta por primera vez por un astrónomo británico en 1728. Años más tarde, esta nutación se describió con mayor detalle y se dijo que se debía a las fuerzas de las mareas que afectan la precesión de los equinoccios de invierno y verano que varían de vez en cuando. La precesión es un término para la órbita elíptica del punto del eje de la Tierra mientras gira; a veces apunta hacia Polaris como la estrella polar, ya veces hacia Vega, en la constelación de Lyra.
La masa ecuatorial de la Tierra sigue esta órbita precesional en estaciones y en orientación y, en consecuencia, la Tierra parece oscilar sobre su eje. Otros planetas también tienen tal nutación. Los astrónomos calculan las nutaciones de los otros planetas mediante una fórmula establecida de cálculos para localizar coordenadas exactas y fijar un objeto en el cielo. Ninguno de los objetos en el cielo está en una posición fija día a día. Los patrones de nutación conocidos se calculan al determinar la ubicación exacta en un día determinado.
Un giroscopio es similar a la peonza de un niño; siempre que gire rápidamente, puede permanecer bien equilibrado en su diminuto punto en contacto con el suelo. Cuando la parte superior comienza a perder velocidad debido a la fricción del aire y la pérdida de impulso, comenzará a tambalearse y eventualmente se caerá. Cuando la peonza gira rápidamente y está erguida, esta es una representación de la precesión que gira alrededor de un eje vertical. La gravedad está en suspensión con su tirón horizontal, debido al par de velocidad de momento en precesión. Cuando la parte superior comienza una vibración lenta con pequeños movimientos de cabeza desde una posición vertical perfecta, esta es una representación del movimiento de cabeza de nutación.
Las fuerzas de marea del sol y la luna en la Tierra son las principales fuentes de su ubicación en continuo cambio, lo que provoca una nutación del eje de la Tierra. La luna tiene la mayor atracción, ya que los ciclos de nutación de la Tierra coinciden con la precesión de los nodos orbitales de la luna. Sin embargo, la mecánica simple de cuerpo rígido de la ilustración de la parte superior del giroscopio no tiene en cuenta las deformaciones de la Tierra, que no es perfectamente lisa, ni la atracción de otros planetas, que también provocan variaciones de nutación.