Benda langit yang mengorbit seperti planet Bumi bergerak dengan dua cara yaitu revolusi dan rotasi. Yang pertama mengacu pada gerakan elips satelit di sekitar tubuh induknya, dalam hal ini matahari; yang terakhir mengacu pada gerakan melingkar tubuh di sekitar sumbu pusat saat berputar. Sumbu rotasi sering membuat sudut miring, tidak tegak lurus dari bidang orbit. Fenomena ini, yang dikenal sebagai kemiringan sumbu atau kemiringan, memiliki efek mendalam pada kondisi di planet ini.
Kemiringan sumbu bumi saat ini 23.5 derajat dan bervariasi antara 22 dan 24.5 derajat selama periode 41,000 tahun. Sehubungan dengan bidang orbit, yang juga dikenal sebagai ekliptika, kutub langit utara dan selatan bergerak lambat, yang menyebabkan planet ini hampir selalu miring ke arah yang sama terhadap tata surya secara keseluruhan. Saat Bumi berputar mengelilingi matahari, distribusi sinar matahari dan di seluruh planet bervariasi; belahan bumi utara dan selatan hanya mendapatkan jumlah cahaya yang sama selama ekuinoks musim semi dan musim gugur. Ketika belahan bumi utara miring ke arah matahari, orang-orang di belahan dunia itu mengalami musim panas, sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim dingin. Di sisi berlawanan dari orbit, Belahan Bumi Selatan miring ke arah matahari dan mengalami musim panas; belahan bumi utara miring dan memiliki musim dingin
Salah satu indikator pergeseran musim adalah rasio variabel siang dan malam sepanjang tahun, yang dikendalikan oleh kemiringan sumbu bumi. Sisi Bumi yang menghadap matahari pada saat tertentu mengalami siang hari. Saat belahan bumi utara menghadap matahari, garis lintang utara khatulistiwa akan memiliki lebih banyak area di sisi hari planet, menyebabkan hari lebih panjang, dan belahan bumi selatan mengalami hari lebih pendek. Semakin jauh dari khatulistiwa meningkatkan jarak ini; Lingkaran Arktik yang terletak di 66 derajat utara menandai titik di mana seluruh rotasi berada di sisi siang atau malam hari matahari, yang disebut sebagai titik balik matahari musim panas dan musim dingin, ketika siang atau malam berlangsung selama 24 jam penuh. Di kutub, siang dan malam berlangsung selama enam bulan penuh.
Para ilmuwan belum menemukan penyebab kemiringan sumbu bumi, tetapi telah mengajukan beberapa teori utama. Teori yang berlaku adalah bahwa benda angkasa besar bertabrakan dengan Bumi di awal masa hidupnya dan menyebabkan kemiringan pada porosnya. Teori lain adalah distribusi debu yang kacau pada pembentukan tata surya, yang menyebabkan setiap planet memiliki kemiringan sumbu yang berbeda.