米蘭科維奇理論認為，北半球高緯夏季太陽輻射變化（地球軌道偏心率、黃赤交角及歲差等三要素變化引起的夏季日射量變化）是驅動第四紀冰期旋迴的主因。米蘭科維奇旋迴的核心是圍繞地球軌道三要素展開，即偏心率（Eccentricity）、斜率（Obliquity）和歲差（Precession）三個軌道周期。
偏心率指地球軌道偏離正圓的程度，是地球軌道長軸與短軸之差和赤道半徑的比，偏心率值在0.05%-6.07%範圍內變化，平均在3%附近，現今值為1.67%，正處於較低振幅的時期。偏心率周期可以分為405 kyr的長偏心率周期和約100 kyr的短偏心率周期，其中405 kyr的長偏心率周期主要受木星與地球之間的相互作用，由於木星的質量非常大，保證了長偏心率周期在地質歷史時期的穩定性。偏心率對日照量的影響主要體現在：當地球位於遠日點時，地球表面接受日照量就少；當地球位於近日點時，地球表面接受日照量變大。但偏心率周期對日照量的直接貢獻較小，通常小於1%，偏心率周期主要是通過調節歲差周期振幅來影響日照量的分布，偏心率越大則歲差振幅越大，歲差振幅變大即冬季更寒冷夏季更炎熱，進而季節性差異變大，而冰期普遍發育於偏心率極小值附近。
斜率是指地軸的傾斜程度，表示地球黃道面和赤道面的夾角，斜率值變化於22.1°-24.5°之間，現今值為23°27′。斜率周期可以分為54 kyr、41 kyr和39 kyr等，但不同地質時期其周期也發生變化，主要由於氣候摩擦和潮汐耗散作用使得地球自轉速度變慢。斜率對日照量分布的影響主要體現在高緯度地區，斜率越大，高緯度地區夏季接受日照量增加，冬季接受日照量減少，顯示為更冷的冬季和更熱的夏季，即季節性差異變大，而冰期通常發生在斜率的極小值附近，主要由於較冷的夏季使得冰川可以更好保存。
歲差是由於地球、太陽以及其他行星之間的引力不均衡造成，使得地球自轉軸產生一個緩慢的進動，空間上類似一個正在旋轉的陀螺，這種現象即為歲差，其結果可以使得近日點是在冬至點還是夏至點。歲差周期主要為20 kyr左右，例如出現24 kyr22 kyr19 kyr和17 kyr等，在地質歷史時期，歲差周期跟斜率周期相同，也是隨著時間向前推移其周期變短。在偏心率為零時，不存在近日點和遠日點，此時歲差大小不能影響地球表面日照量對分布，當偏心率不為零時，偏心率可以與歲差結合共同影響日照量的分布，該新生成的歲差周期也可以稱為氣候歲差。在北半球，當夏至點在近日點時，則冬至點位於遠日點，夏季日照量增大而變更熱，冬季日照量減少而變的更冷，即季節性增強。