Los objetos celestes en órbita, como el planeta Tierra, se mueven de dos formas: revolución y rotación. El primero se refiere al movimiento elíptico de un satélite alrededor de su cuerpo padre, en este caso el sol; este último se refiere al movimiento circular del cuerpo alrededor de un eje central a medida que gira. El eje de rotación con frecuencia forma un ángulo inclinado, no perpendicular desde el plano orbital. Este fenómeno, conocido como inclinación u oblicuidad axial, tiene profundos efectos en las condiciones del planeta.
La inclinación axial de la Tierra es actualmente de 23.5 grados y varía entre 22 y 24.5 grados durante un período de 41,000 años. En relación al plano orbital, también conocido como eclíptica, los polos celestes norte y sur se mueven lentamente, lo que hace que el planeta casi siempre se incline en la misma dirección con respecto al sistema solar en su conjunto. A medida que la Tierra gira alrededor del sol, la distribución de la luz solar y en todo el planeta varía; los hemisferios norte y sur solo reciben la misma cantidad de luz durante los equinoccios de primavera y otoño. Cuando el hemisferio norte se inclina en la dirección del sol, la gente en esa parte del mundo pasa por la temporada de verano, mientras que el hemisferio sur tiene invierno. En el lado opuesto de la órbita, el hemisferio sur se inclina hacia el sol y experimenta la temporada de verano; el hemisferio norte se inclina y tiene invierno
Uno de los indicadores del cambio estacional es la relación variable entre el día y la noche durante todo el año, controlada por la inclinación axial de la Tierra. El lado de la Tierra que mira hacia el sol en un momento dado experimenta el día. Cuando el hemisferio norte está de cara al sol, las latitudes al norte del ecuador tendrán más área en el lado diurno del planeta, lo que provocará días más largos y el hemisferio sur tendrá días más cortos. Alejarse más del ecuador aumenta esta distancia; el Círculo Polar Ártico ubicado a 66 grados norte marca el punto en el que toda la rotación se encuentra en el lado diurno o nocturno del sol, conocido como solsticio de verano e invierno, cuando el día o la noche duran 24 horas completas. En los polos, el día y la noche duran seis meses completos.
Los científicos no han descubierto la causa de la inclinación axial de la Tierra, pero han propuesto algunas teorías principales. La teoría predominante es que un gran cuerpo celeste chocó con la Tierra al principio de su vida y provocó una inclinación en el eje. Otra teoría es la distribución caótica del polvo en la formación del sistema solar, lo que explica que cada planeta tenga una inclinación axial diferente.