Nebeski objekti u orbiti poput planete Zemlje kreću se na dva načina: revolucijom i rotacijom. Prvi se odnosi na eliptično gibanje satelita oko njegovog matičnog tijela, u ovom slučaju Sunca; potonje se odnosi na kružno gibanje tijela oko središnje osi dok se okreće. Os rotacije često čini nagnuti, neokomiti kut od orbitalne ravnine. Ovaj fenomen, poznat kao aksijalni nagib ili nagib, ima duboke učinke na uvjete na planetu.
Aksijalni nagib Zemlje trenutno iznosi 23.5 stupnjeva i varira između 22 i 24.5 stupnjeva u razdoblju od 41,000 godina. U odnosu na orbitalnu ravninu, također poznatu kao ekliptika, sjeverni i južni nebeski pol pomiču se sporo, što uzrokuje da se planet gotovo uvijek naginje u istom smjeru u odnosu na Sunčev sustav u cjelini. Kako se Zemlja okreće oko Sunca, distribucija sunčeve svjetlosti i diljem planeta varira; Sjeverna i južna hemisfera dobivaju samo jednake količine svjetlosti tijekom proljetnog i jesenskog ekvinocija. Kada je sjeverna hemisfera nagnuta u smjeru Sunca, ljudi u tom dijelu svijeta prolaze kroz ljetnu sezonu, dok je na južnoj hemisferi zima. Na suprotnoj strani orbite, južna hemisfera se naginje prema suncu i doživljava sezonu ljeta; sjeverna hemisfera se naginje i ima zimu
Jedan od pokazatelja sezonskog pomaka je varijabilni omjer dana i noći tijekom cijele godine, kontroliran nagibom Zemljine aksije. Strana Zemlje okrenuta prema suncu u bilo kojem trenutku doživljava dan. Kada je sjeverna hemisfera okrenuta prema suncu, geografske širine sjeverno od ekvatora imat će veću površinu na dnevnoj strani planeta, uzrokujući duže dane, a južna hemisfera doživljava kraće dane. Odlazak dalje od ekvatora povećava ovu udaljenost; arktički krug koji se nalazi na 66 stupnjeva sjeverno označava točku u kojoj je cijela rotacija na dnevnoj ili noćnoj strani sunca, koja se naziva ljetni i zimski solsticij, kada dan ili noć traju puna 24 sata. Na polovima dan i noć traju punih šest mjeseci.
Znanstvenici nisu otkrili uzrok Zemljinog aksijalnog nagiba, ali su iznijeli nekoliko glavnih teorija. Prevladavajuća teorija je da se veliko nebesko tijelo sudarilo sa Zemljom rano u svom životu i izazvalo naginjanje osi. Druga teorija je kaotična distribucija prašine pri formiranju Sunčevog sustava, što objašnjava da svaki planet ima drugačiji aksijalni nagib.