Wir stellen uns die Sterne am Himmel als auf einer Kugel verteilt vor – dem Himmelsglobus. Die Erdachse schneidet den Himmelsglobus an zwei Punkten, von denen einer dem Nordpol der Erde entspricht. In der Nähe des Nordpols befindet sich das Sternbild Ursa Minor, dessen hellster Stern Alpha Ursae Minoris als „Polarstern“ bezeichnet wird. Der Polarstern befindet sich sehr nahe dem aktuellen Standort des Nordpols und die beiden Punkte trennen weniger als 1°, weshalb er ein natürliches Symbol für den Norden darstellt. Das Sternbild Ursa Minor ist relativ stabil, jedoch zeigt die Erdachse nicht immer in dieselbe Richtung im Weltraum. Denn die Erde ist keine perfekte Kugel, ihr Äquator ist etwas ausgeprägter, während die Pole etwas flacher sind. Außerdem bildet die Erdachse einen Winkel von etwa 66,5° zur Ebene der Umlaufbahn der Erde (der Ekliptik), und die Schwerkraft der Sonne auf die Erde wirkt entlang der Ekliptik in einem Winkel von etwa 23,5° zur Äquatorebene der Erde. Dadurch entsteht eine Zugkraft, die den äquatorialen Teil der Erde in Richtung der Ekliptik zieht. Diese Bewegung der Erdachse wird Präzession genannt.
Die Präzession der Erdachse führt dazu, dass sich der Nordpol in Bezug auf die Sterne um den Nordhimelpunkt dreht, also die Präzessionsbewegung. Aufgrund der Präzession der Erdachse bewegt sich der Nordpol auf dem Himmelsglobus alle 26.000 Jahre in einem großen Kreis relativ zu den Sternen. Der Radius dieses Kreises entspricht dem Winkel zwischen der Äquatorebene der Erde und der Ekliptik, also etwa 23,5°. Daher ist es nur ein vorübergehender Zufall, dass wir heute den Polarstern sehr nahe am Nordpol sehen. Vor vier- bis fünftausend Jahren befand sich der Nordpol in der Nähe von Alpha Draconis (im alten China „Rechtszug“ genannt), aber dieser Stern ist ein unauffälliger vierter Stern, so dass es schwierig war, ihn als „Polarstern“ zu betrachten. Daher bezeichneten unsere Vorfahren in der Zhou- und Qin-Dynastie den „Kaiserstern“ als Polarstern, einen zweiten Stern im Sternbild Ursa Minor. Mit der Zeit bewegte sich der Nordpol allmählich in Richtung Alpha Ursae Minoris, so dass dieser Stern immer mehr zum echten „Nordpol“-Stern wurde. Diese Tendenz wird jedoch nicht für immer anhalten. Um das Jahr 2100 wird der Nordpol einen minimalen Winkelabstand (etwa 28′) zu Alpha Ursae Minoris erreichen und sich dann langsam von diesem Stern entfernen. Nach 12.000 Jahren wird der Nordpol in die Nähe von Vega wandern, der dann zum neuen Polarstern wird. Dieser Stern ist sehr hell und wird viel leichter zu finden sein als der aktuelle Polarstern.
Parallel zur Veränderung des Nordpols führt die Präzession der Erdachse auch zur Präzessionsbewegung. Die Trasse, auf der der Äquator der Erde nach außen verlängert und den Himmelsglobus schneidet, wird Ekliptik genannt; die Trasse, auf der die Ekliptik nach außen verlängert und den Himmelsglobus schneidet, wird Eklipptik genannt. Der Schnittpunkt der Ekliptik und des Äquators auf dem Himmelsglobus ist der Frühlingspunkt. Aufgrund der Präzession bewegt sich der Frühlingspunkt jedes Jahr etwa 50″ entlang der Ekliptik von Osten nach Westen. Aufgrund der Bewegung des Frühlingspunktes verschiebt sich die Position der Sonne am Himmel jedes Jahr zum gleichen Zeitpunkt um einen winzigen Betrag, und nach langer Zeit wird festgestellt, dass sich die Sonne jedes Jahr zur gleichen Zeit relativ zum Sternenhintergrund bewegt, was als Präzessionsbewegung bezeichnet wird.