Pour en percevoir la cause, quelques explications sont nécessaires; si l'on adopte un point de vue géocentrique, qui peut très bien faire l'affaire ici, la Lune et le Soleil se meuvent sur des orbites passant par le centre de la Terre, mais ne concordant pas avec son équateur. Si notre planète était rigoureusement sphérique et formée de couches concentriques homogènes, l'attraction de ces astres ne pourrait avoir aucune action sur la direction de son axe de rotation. En réalité, sa forme est celle d'un ellipsoïde de révolution; la portion équatoriale offre un renflement, une sorte d'anneau pesant, et, l'attraction de la Lune ou du Soleil étant légèrement plus forte sur la partie la plus voisine que sur l'autre, il en résulte une série de faibles déplacements. Abstraction faite de la précession, l'on trouve que l'on a pour période le mois lunaire, l'autre l'année solaire, et enfin le plus important est lié à la position du plan de l'orbite de la Lune. Ce dernier tourne et reprend la même position au bout de 18 ans 222 jours environ; après ce laps de temps, tout se retrouve dans la position primitive. 

La nutation au point de vue théorique avait été prévue par d'Alembert, mais, ne considérant que l'action du Soleil, il trouvait que son effet était négligeable. Bradley en 1748, après la remarquable série d'observations stellaires qui lui permit de découvrir l'aberration, fit voir qu'elle était en réalité sensible et trouva sa relation avec le mouvement de l'orbite de la Lune. Euler, Laplace, Poisson reprirent la question au point de vue théorique et établirent les formules qui donnent la solution du problème; Peters, à Dorpat, Stone à Greenwich, Nyren à Poulkowa, pour ne citer que les principaux, firent des observations pour contrôler la théorie. La synthèse en sera ensuite publiée par Tisserand, dans sa Mécanique céleste (Paris, 1895-96). Ce dernier astronome considère, comme ses devanciers, un ellipsoïde de révolution en rotation uniforme autour de son petit axe, et développe les équations de son mouvement en tenant compte des attractions lunisolaires sur ses différents points. La précession s'en déduit et, en réduisant les mouvements restants à leurs termes principaux, il retrouve l'ellipse de nutation. Ses éléments sont, pour le grand axe : 18, 446"; et pour le petit axe : 13,735" - quantités petites, mais non négligeables.