Góc nghiêng của trục Trái Đất (so với mặt phẳng hoàng đạo) là tương đối ổn định theo thời gian. Nhưng sự nghiêng của trục chịu sự tác động của chương động; một chuyển động không đều rất nhỏ với chu kỳ 18,6 năm. Hướng của trục Trái Đất (chứ không phải góc nghiêng) cũng thay đổi theo thời gian, tuế sai quay một vòng tròn kín với chu kỳ hơn 25.800 năm; tuế sai này là nguyên nhân cho sự khác biệt giữa năm thiên văn và năm chí tuyến. Tất cả các chuyển động này đều được tạo ra do lực hấp dẫn thay đổi của Mặt Trăng và Mặt Trời tác dụng lên phần lồi ra tại xích đạo của Trái Đất. Từ điểm nhìn của Trái Đất, các cực cũng di chuyển vài mét trên bề mặt. Chuyển động của các cực có nhiều thành phần có chu kỳ và phức tạp, được gọi chung là "chuyển động tựa chu kỳ". Ngoài thành phần hàng năm của chuyển động này, có một chu kỳ 14 tháng được gọi là dao động Chandler. Vận tốc tự quay của Trái Đất cũng thay đổi theo một hiện tượng được biết dưới tên gọi sự thay đổi độ dài của ngày.