Milutin nije redovito pohađao osnovnu školu, već je imao privatne učitelje, a sva četiri razreda osnovne škole položio je odjednom 1889. godine. Veliki utjecaj na oblikovanje Milankovićeve osobnosti imala je rodna kuća i njeno okruženje, posebno veličanstveni Dunav koji je proticao pored njihovog dvorišta.

         «Kada je pala noć, a na nebu se pojavile zvezde u onom bezbroju koji se viđa samo u slobodnoj prirodi, Dunav je izgledao lepši, tajanstveniji i veličanstveniji no preko dana. A kada ga obli mesečina, bio je čaroban. Bilo je uživanje sedeti u našoj bašti, posmatrati njegove srebrne talaščiće i slušati njihov šum. S one strane njegove mešala se sa tim šumom pesma hora bezbrojnih pevača. To su bile žabe… Rado smo slušali tu muziku. Ona je bila himna životu, prirodi i večnom zvezdanom nebu nad našim glavama.» (Nav. djelo, str.78.)

        Godine 1889. Milutin se upisuje u realnu gimnaziju u Osijeku. Ovdje će presudnu ulogu u njegovom životnom opredjeljenju imati profesor matematike Vladimir Varićak, kasniji poznati matematičar, član JAZU i SANU.

         «Već mi je Varićak govorio da u carstvu nauka ima negde nenaseljenih i neobrađenih krajeva izvan ili između gustih naučničkih naselja. Stadoh da razmišljam gde se nalaze ti sasvim ili nedovoljno obrađeni krajevi da bih onde mogao steći svoj skromni naučnički posed, a možda i celo vlastelinstvo.»

Godine 1896., Milanković se upisuje na studij građevinske tehnike, gdje u razdoblju od 6 godina stječe zvanje diplomiranog inženjera, a 1904. postaje doktor tehničkih znanosti. Od 1905. do 1909. radi kao građevinski inženjer u nekoliko bečkih firmi, a stječe afirmaciju kao projektant armirano-betonskih građevina. Prijavljuje šest patenata čijom primjenom će biti izgrađeni brojni objekti na području tadašnje Austro-Ugarske monarhije.

Na poziv poznatih znanstvenika Jovana Cvijića, Mihaila Petrovića i Bogdana Gavrilovića, Milanković napušta unosan posao i prihvaća mjesto vanrednog profesora primijenjene matematike na tek osnovanom Sveučilištu u Beograd,.a potom redovni profesor sveučilišta u Beogradu. Na ovoj dužnosti ostati će sve do mirovine 1955. godine.

U međuvremenu, izabran je za redovnog člana Srpske akademije nauka i umetnosti (SANU) i dopisnog člana Jugoslavenske akademije znanosti i umjetnosti (JAZU), proveo je Prvi svjetski rat u internaciji u Budimpešti, objavio svoja najznačajnija djela, te sudjelovao na međunarodnim znanstvenim skupovima.

Preminuo je u Beogradu 12. prosinca 1958. godine, a prema vlastitoj želji, njegovi posmrtni ostaci preneseni su u Dalj 1966. godine, gdje počiva u obiteljskoj grobnici s roditeljima, sestrom, braćom i brojnim precima, među kojima su bili seljaci i ratnici, časnici i generali, dvorski savjetnici i narodni tribuni, istraživači i filozofi. Povjerio je svojim mještanima, Daljcima, da vode brigu o njegovim zemnim ostacima, a njegov duh i djelo odavno su postali dio svjetske baštine.

Milanković se bavio ključnim pitanjima vezanim uz svemir i ljudsko postojanje, proučavajući Sunce i led, čiji međusobni odnosi određuju pojavu i opstanak života u svemiru. U skromnim uvjetima, koristeći papir i olovku, matematički je objasnio uzroke, nastanak i trajanje ledenih doba na Zemlji, dokazao povezanost između nebeske mehanike i klime na Zemlji te postavio teoriju pomaka sjevernog Zemljinog pola.

Najznačajnija Milankovićeva djela uključuju O primjeni matematičke teorije sprovođenja toplote na probleme kozmičke fizike i Kanon osunčavanja Zemlje i njegova primjena na problem ledenih doba. Milanković je također ostavio značajan književni doprinos. Njegova knjiga popularne znanosti Kroz vasionu i vekove smatra se jednom od najboljih u svom žanru, kao i njegovi troknjižni memoari Uspomene, doživljaji i saznanja, gdje su sjećanja na rodnu kuću, Dalj i njegovu okolinu opisana izuzetnim lirskim tonovima.

Milanković je tvorac najpreciznijeg kalendara do tada, s kalendarskom godinom koja je samo 2 sekunde dulja od sadašnje tropske godine. Njegov kalendar zahtijevao bi korekciju tek za 28.000 godina. Iako je kalendar službeno prihvaćen na Vaseljenskom saboru u Carigradu 1923. godine, nikada nije primijenjen u praksi.

Kao vizionar, Milanković nije doživio potpuno priznanje svojih teorija sve do 1976. godine, kada su empirijska istraživanja potvrdila točnost njegovih teorija, nakon čega je njegov ugled u svjetskoj znanosti dramatično porastao.

Njegovo monumentalno djelo Kanon osunčavanja i njegova primjena na problem ledenih doba smatra se jednim od najznačajnijih znanstvenih djela 20. stoljeća. Milutina Milankovića svjetska znanost svrstala je među pet najvećih znanstvenika 20. stoljeća, a NASA ga je uvrstila među 15 najvećih znanstvenika svih vremena koji su proučavali planetu Zemlju.

U čast Milankovića nazvana su jedan krater na Mjesecu, jedan na Marsu i jedan planetoid. Buduća ekspedicija na Mars nosit će Milankovićevo ime. UNESCO je 2009. proglasio godinu Milankovića povodom 130. godišnjice njegova rođenja. Održavaju se međunarodni znanstveni simpoziji posvećeni Milankoviću, a njegovo djelo ostaje trajno aktualno u kontekstu globalnih promjena klime na Zemlji.

Milanković je u Kanonu osunčavanja precizno prikazao tok osunčavanja u posljednjih 600 tisuća godina na šesnaest jednako udaljenih geografskih širina sjeverne i južne polutke. Pritom je uočio da bi trodimenzionalni model najbolje prikazao kompleksnu dinamiku osvjetljavanja Zemlje ne samo na šesnaest geografskih širina, već i na cijeloj Zemljinoj površini. S obzirom da izrada takvog modela premašuje mogućnosti resursa koji su bili dostupni Milankoviću, slijedeći upute, prvi put je prema tablici XXV Kanona izrađen model koji je on predložio. Taj model pruža uvid u svojevrsnu "topografiju" osvjetljavanja u posljednjih 600 tisuća godina.

“Pogledajte! Moj model planetskog sustava gotovo stoji oko nas. On je dvadeset milijardi puta manji od stvarnosti. U tom mjerilu, Sunce je prikazano kao kugla s promjerom od sedam centimetara. Evo, točno u sredini stola ovog paviljona stoji crvena biljiarska kugla te veličine.”

Ekscentričnost - Godišnje hodočašće Zemlje oko Sunca nije savršeno kružno, ali je prilično blizu. Tijekom vremena, privlačnost gravitacije naša dva najveća planeta plinovita diva Sunčevog sustava, Jupitera i Saturna, uzrokuje varijacije oblika Zemljine putanje od gotovo kružnog do blago eliptičnog. Ekscentričnost mjeri koliko se oblik Zemljine putanje udaljava od savršenog kruga. Ove varijacije utječu na udaljenost između Zemlje i Sunca.

Ekscentričnost je razlog zašto su naša godišnja doba nešto različite duljine, s ljetima na sjevernoj hemisferi trenutačno otprilike 4.5 dana dužima od zima, a proljeća otprilike tri dana duža od jeseni. Kako ekscentričnost opada, duljina naših godišnjih doba postupno se izjednačava.

Razlika u udaljenosti između Zemljinog najbližeg prilaženja Suncu (poznato kao perihel) što se događa otprilike 3. siječnja svake godine, i njezinog najdaljeg odstupanja od Sunca (poznato kao afel) otprilike 4. srpnja, trenutačno iznosi otprilike 5.1 milijun kilometara (oko 3.2 milijuna milja), varijacija od 3.4 posto. To znači da svakog siječanja na Zemlju dospijeva otprilike 6.8 posto više solarne radijacije nego što to čini svaki srpanj.

Kada je Zemljina putanja najviše eliptična, otprilike 23 posto više solarne radijacije stiže na Zemlju tijekom njezinog najbližeg prilaženja Suncu svake godine nego tijekom njezinog najdaljeg odstupanja od Sunca. Trenutno, ekscentričnost Zemlje vrlo polako opada i približava se svojoj najmanje eliptičnoj (najkružnijoj) fazi, u ciklusu koji traje otprilike 100.000 godina.

Ukupna promjena globalne godišnje insolacije zbog ciklusa ekscentričnosti vrlo je mala. Budući da su varijacije u Zemljinom ekscentričnosti prilično male, one su relativno manji čimbenik u godišnjim klimatskim varijacijama.

Naklon zemljine osi - Kut naklona osi rotacije Zemlje dok putuje oko Sunca poznat je kao naklon zemljine osi. Naklon zemljine osi uzrok je godišnjim dobima na Zemlji. Tijekom posljednjeg milijuna godina varirao je između 22.1 i 24.5 stupnjeva u odnosu na Zemljin orbitalni ravnjak. Što je veći kut nagiba zemljine osi, to su ekstremnija naša godišnja doba, jer svaka hemisfera prima više solarne radijacije tijekom svojeg ljeta, kada je nagnuta prema Suncu, i manje tijekom zime, kada je nagnuta suprotno. Veći kutovi nagiba pogoduju razdobljima odleđivanja (topljenju i povlačenju ledenjaka i lednih pokrova). Ovi učinci nisu jednoliko raspoređeni globalno - veće geografske širine primaju veću promjenu ukupne solarne radijacije od područja bližih ekvatoru.

Zemljina os je trenutno nagnuta pod kutem od 23.4 stupnjeva, ili otprilike na pola puta između svojih krajnosti, a ovaj se kut vrlo polako smanjuje u ciklusu koji traje otprilike 41,000 godina. Zadnji put bio je na svojem maksimalnom nagibu prije otprilike 10,000 godina, a dosegnut će svoj minimalni nagib otprilike 10,000 godina od sada. S opadanjem naklona, postupno pomaže u ublažavanju naših godišnjih doba, rezultirajući sve toplijim zimama i hladnijim ljetima koji s vremenom omogućuju akumulaciju snijega i leda na visokim geografskim širinama u velike ledenjake. S povećanjem pokrova leda, odbija više Sunčeve energije natrag u svemir, potičući daljnje hlađenje.

Precesija – Dok se Zemlja okreće, blago se njiše oko svoje rotacijske osi, poput lagano izvan središta vrteće se igračke. Ova nihanja rezultat su plimskih sila uzrokovanih gravitacijskim utjecajem Sunca i Mjeseca koje uzrokuju ispupčenje Zemlje na ekvatoru, utječući na njezinu rotaciju. Trend u smjeru ovog nihanja u odnosu na fiksne položaje zvijezda poznat je kao aksijalna precesija. Ciklus aksijalne precesije traje otprilike 25,771.5 godina.

Aksijalna precesija čini kontraste između godišnjih doba izraženijima u jednoj hemisferi i manje izraženima u drugoj. Trenutačno perihel dolazi tijekom zime na sjevernoj hemisferi i ljeta na južnoj hemisferi. To čini ljeta na južnoj hemisferi toplijima i ublažava sezonske varijacije na sjevernoj hemisferi. No, za otprilike 13,000 godina, aksijalna precesija će uzrokovati da se ovi uvjeti preokrenu, sa sjevernom hemisferom koja doživljava više ekstrema u solarnoj radijaciji, a južnom hemisferom koja doživljava umjerenije sezonske varijacije.

Precesija utječe na vremensko određivanje godišnjih doba u odnosu na Zemljine najbliže/najudaljenije točke oko Sunca. Međutim, suvremeni kalendar vezan je uz godišnja doba, pa tako, primjerice, zimska sezona na sjevernoj hemisferi nikada neće nastupiti u srpnju. Danas su sjeverne zvijezde Polaris i Polaris Australis, ali prije nekoliko tisuća godina bile su Kochab i Pherkad.

Postoji i apsidalna precesija. Ne samo da se Zemlja njiše na svojoj rotacijskoj osi, već i cijela elipsa Zemljine orbite - to jest, ovalni put kojim Zemlja slijedi u svojoj orbiti oko Sunca — također njiše neregularno, uglavnom zbog interakcija s Jupiterom i Saturnom. Ciklus apsidalne precesije traje otprilike 112,000 godina. Apsidalna precesija mijenja orijentaciju Zemljine putanje u odnosu na ekliptičnu ravninu.

Zajednički učinci aksijalne i apsidalne precesije rezultiraju ukupnim ciklusom precesije koji traje otprilike 23,000 godina u prosjeku.