Die Erdachse taumelt wie ein Kreisel, der sich immer langsamer dreht. Diese Taumelbewegung nennt man Präzession, und ein vollständiger Zyklus dauert etwa 26.000 Jahre. Sie entsteht, weil Sonne und Mond an der Ausbuchtung der Erde am Äquator ziehen und versuchen, die Neigung auszugleichen. Die Erde widersteht dieser Kraft, und die Achse beschreibt langsam einen Kreis am Himmel.

Die Folgen werden erst nach langer Zeit sichtbar. Der nördliche Himmelspol zeigt derzeit in die Nähe des Polarsterns. In 12.000 Jahren wird er in die Nähe der Wega zeigen. Die Tagundnachtgleichen, an denen die Sonne den Himmelsäquator überquert, verschieben sich entlang der Ekliptik nach Westen. Diese Verschiebung ist der Grund dafür, dass die Tierkreiszeichen nicht mehr mit den Sternbildern übereinstimmen, nach denen sie benannt wurden.

Die Präzession beeinflusst auch das Klima. Die sich verändernde Ausrichtung der Erdachse verändert die Verteilung des Sonnenlichts im Jahresverlauf. Dies ist einer der Milanković-Zyklen, die den Eiszeiten ihren Rhythmus geben. Der Effekt ist in einem einzelnen Jahr gering, kann aber über Jahrtausende hinweg Zeitpunkt und Intensität der Jahreszeiten so stark verändern, dass Gletschervorstöße ausgelöst werden.

Antike Astronomen beobachteten die Präzession. Hipparchus verglich die Sternpositionen seiner Zeit mit den Aufzeichnungen babylonischer Astronomen und stellte eine Verschiebung fest. Er schätzte deren Ausmaß erstaunlich genau, wenn man bedenkt, dass er kein Teleskop besaß.