De Servische wetenschapper Milanković beschreef tijdens de eerste Wereldoorlog cyclische variaties in de baan en stand van de Aarde. Pas in 1976 werd de theorie aanvaard door de meeste wetenschappers omdat er hiervoor toen bewijzen werden gevonden in de stratigrafie. Later zijn er in geboorde ijskernen van Antarctica ook bewijzen gevonden.

Er zijn drie verschillende cycli die een rol spelen, elk met hun eigen periodiciteit:

• Cyclus van de excentriciteit van de aardbaan (periode 100.000 jaar)
• Cyclus van de obliquiteit van de aardas (periode 41.000 jaar)
• Cyclus van de precessie van de aardas (periode 26.000 jaar)

Deze variaties in de baan en stand van de Aarde hebben grote gevolgen voor het klimaat op aarde. Door een andere stand van de Aarde zijn er periodes met meer, en met minder zonnestraling op Aarde. Bovendien is deze zonnestraling periodiek anders verdeeld over de Aarde. Dit heeft grote gevolgen voor het klimaat. Deze cycli hebben een grote rol gespeeld in het periodiek voorkomen van ijstijden in het Pleistoceen. In de stratigrafie zijn in afzettingen uit vele perioden cyclische variaties gevonden die gekoppeld worden aan de Milanković cycli.

De excentriciteit is de mate waarin de baan van de Aarde rond de zon meer ellips, of meer rond is. Doordat de Aarde soms dichter bij de zon is dan anders resulteerd dit in klimaatveranderingen.

De obliquiteit is de hoek van de aardas ten opzichte van het vlak van de aardbaan rond de zon. De hoek van de aardas veroorzaakt het voorkomen van seizoenen op Aarde. Een grotere hoek geeft meer verschillen tussen de seizoenen, en een andere verdeling van de zonnestraling op Aarde. Deze cyclus kan het begin van een ijstijd veroorzaken.

De precessie is de rondtolbeweging die de stand van de aardas maakt. De gevolgen hiervan zijn hetzelfde als de cyclus van de obliquiteit.

Doordat de cycli alle drie tegelijkertijd invloed hebben op het klimaat op Aarde en omdat ze een verschillende periodiciteit hebben kunnen er complexe series klimaatveranderingen optreden in de loop van de tijd. Veranderingen in het klimaat hebben vaak ook direct invloed op de zeespiegel. In de stratigrafie is dit terug te vinden als transgressie en regressie perioden. In het veld is dit soms goed te zien als afwisseling van series dunner wordende lagen en dikker wordende lagen.