Imaginamos que las estrellas del cielo están distribuidas en una esfera —el cielo celeste—. El eje de rotación de la Tierra se cruza con el cielo celeste en dos puntos, y el que se corresponde con el Polo Norte de la Tierra se llama Polo Norte Celeste. Cerca del Polo Norte Celeste hay una constelación de la Osa Menor, y la estrella más brillante de esta, la Alfa Osae Minoris, se conoce como la «Estrella Polar», ya que se encuentra muy cerca de la posición actual del Polo Norte Celeste, a menos de 1° de distancia, por lo que se ha convertido en un referente natural para indicar el norte. La constelación de la Osa Menor es relativamente estable, sin embargo, la dirección en la que apunta el eje de rotación de la Tierra en el espacio no es inmutable. Esto se debe a que la Tierra no es una esfera perfecta: su parte ecuatorial sobresale ligeramente, mientras que las partes polares están algo aplanadas. Además, el eje de rotación de la Tierra forma un ángulo de aproximadamente 66,5° con el plano de la órbita de la Tierra (es decir, el eclíptico), y la fuerza de gravedad del Sol actúa sobre la Tierra en esta dirección, formando un ángulo de aproximadamente 23,5° con el ecuador terrestre, y la fuerza de gravedad de la Luna también actúa en esta dirección. Esto genera una fuerza de atracción que intenta arrastrar la parte sobresaliente del ecuador terrestre hacia el interior del eclíptico. Sin embargo, la Tierra está en rotación, y la inercia de esta rotación hace que el eje de rotación de la Tierra gire en torno a un eje perpendicular al eclíptico y que pase por el centro de la Tierra. Este movimiento del eje de rotación de la Tierra se denomina precesión.
La precesión del eje de la Tierra hace que el Polo Norte Celeste gire en torno al Polo Norte Celeste, es decir, el movimiento de la precesión. Debido a la precesión del eje de rotación de la Tierra, el Polo Norte Celeste se desplaza en un gran círculo en relación con las estrellas a lo largo de un período de aproximadamente 26.000 años. El radio de este círculo forma un ángulo igual al ángulo entre el ecuador terrestre y el eclíptico, que es de aproximadamente 23,5°. Por lo tanto, el hecho de que veamos actualmente la estrella Alfa Osae Minoris muy cerca del Polo Norte Celeste es solo una coincidencia temporal. Hace cuatro o cinco mil años, el Polo Norte Celeste se encontraba cerca de la estrella Alfa Draconis (que en la antigüedad china se llamaba «Youshu»), pero esta estrella, de magnitud 4, era demasiado débil para servir como «Estrella Polar», por lo que durante las dinastías Zhou y Qin, nuestros antepasados utilizaron la estrella «Dizixing» como Estrella Polar, que era la estrella Beta Osae Minoris, de magnitud 2. Con el paso del tiempo, el Polo Norte Celeste se desplazará lentamente hacia Alfa Osae Minoris, convirtiéndose cada vez más en la verdadera «Estrella Polar». Sin embargo, esta tendencia no durará para siempre. Alrededor del año 2100, el Polo Norte Celeste alcanzará su distancia mínima con Alfa Osae Minoris (aproximadamente 28′), y a partir de ese momento comenzará a alejarse de esta estrella. Después de 12.000 años, el Polo Norte Celeste se desplazará cerca de la estrella Vega, que se convertirá en la nueva Estrella Polar. Esta estrella es muy brillante y será mucho más fácil de encontrar que la actual Estrella Polar.
En correspondencia con los cambios del Polo Norte Celeste, la precesión del eje de rotación de la Tierra también genera el movimiento de la precesión. La trayectoria que se extiende hacia el exterior desde el ecuador terrestre y que se cruza con el cielo celeste se llama ecuador celeste; y la trayectoria que se extiende hacia el exterior desde el eclíptico y que se cruza con el cielo celeste se llama eclíptico. El punto en el que el eclíptico y el ecuador celeste se cruzan en el cielo celeste se llama equinoccio de primavera. Debido a la precesión, el equinoccio de primavera se desplaza anualmente a lo largo del eclíptico desde el este hacia el oeste en un ángulo de aproximadamente 50″. Debido al desplazamiento del equinoccio de primavera, la posición del Sol en el cielo en el mismo momento del día cambia ligeramente cada año, y después de un largo período de tiempo, se descubrirá que la posición del Sol en relación con el fondo estelar cambia cada año. Este movimiento se llama precesión.