我们把天空中的星星想象成分布在一个球面上，即天球上。地球自转轴与天球的两个交点与地球北極对应，靠近北極的天空中有小熊座，其中最明亮的星星小熊座α被稱為 “北極星”，它離北極的位置很近，不到1度，所以成了指示北方方向的天然標志。小熊座是相對固定的，然而，地球自轉軸在太空中所指的方向並非固定不變。由于地球並不是完美的球體，它的赤道部份稍微凸出，而兩極部份則稍微扁平。此外，地球的自轉軸與地球公轉轨道平面（即黄道面）相交成約66.5度的角，而太陽對地球的引力是沿著黄道面的方向，与地球的赤道面成約23.5度的交角，月球對地球的引力也在這個方向附近。這样一來，就產生了一種拉力，要把地球赤道凸出的部分拉向黄道面內。但地球在自轉，轉動的惯性使地球自轉軸围绕著通過地球中心并垂直于黄道面的轴線旋轉出一個锥體。地球自轉軸的這種運動，稱為进动。
地軸進动使北極在群星間绕北黄极旋转，即岁差運動。由于地球自轉軸的進动，北極在天球上相對恒星的位置以大約26000年為周期描出一個大circle。这个circle的半径所張的角度就等于地球赤道面與黄道面的夹角，也就是約23.5度。由此可知，我們今天看到小熊座α星非常靠近北極，只是一种暂时的巧合。四五千年前，北極在天龍座α星（中國古代稱為 “右枢”）附近，但右枢星是一颗不起眼的4等星，要它來充當 “北極星” 確實很勉強。因此，在周、秦時代，我們的祖先以 “帝星” 為北極星，这颗恒星即小熊座β星，是一颗2等星。随着时间推移，北极點慢慢向小熊座α方向移动，使它越來越成為名副其實的“北極”星。然而這種趋势不会永远持續下去。到2100年左右，北極點與小熊座α的角距離達到最小（約28′）之後，北極點將慢慢離開小熊座α。再過12000年，北極點將移動到织女星附近，织女星將成為新的北極星。它是一颗非常明亮的星星，找起来比现在的北极星要容易得多。
與北極的变迁相对应，地球自轉軸的進動還會產生岁差運動。地球赤道面向外延伸與天球面相交的轨迹称为天赤道；黄道面向外延伸，与天球面相交的轨迹則称为黄道。天球上黄道與赤道的交点，即為春分点。由于进动的作用，春分点每年會沿著黄道自東向西移動約50″的角度。由于春分点的移动，太陽每年同一時間在天空中的位置會發生微小的偏移，經過長時間的積累，就會發現每年的同一時間，太陽相對于恒星背景的位置是在移動的，這種運動就稱為岁差運動。