El eje de la Tierra oscila como una peonza que va perdiendo velocidad. Esta oscilación se llama precesión y tarda unos 26 000 años en completar un ciclo. Ocurre porque el Sol y la Luna ejercen una fuerza de atracción sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra, intentando corregir su inclinación. La Tierra se resiste y el eje describe lentamente un círculo en el cielo.

Las consecuencias se hacen visibles a largo plazo. El polo celeste norte apunta actualmente cerca de Polaris, la Estrella Polar. Dentro de 12 000 años, apuntará cerca de Vega. Los equinoccios, cuando el Sol cruza el ecuador celeste, se desplazan hacia el oeste a lo largo de la eclíptica. Este desplazamiento explica por qué los signos del zodíaco ya no coinciden con las constelaciones que les dieron nombre.

La precesión también afecta al clima. La orientación cambiante del eje terrestre altera la distribución de la luz solar a lo largo de las estaciones. Este es uno de los ciclos de Milankovitch que marcan el ritmo de las edades de hielo. El efecto es pequeño en un año cualquiera, pero a lo largo de miles de años puede modificar la periodicidad e intensidad de las estaciones lo suficiente como para desencadenar avances glaciares.

Los astrónomos de la antigüedad notaron la precesión. Hiparco comparó las posiciones de las estrellas de su época con las registradas por los astrónomos babilonios y descubrió un desplazamiento. Estimó la velocidad con sorprendente precisión, considerando que no disponía de telescopio.