Svestan da je njegova astronomska teorija klimatskih promena s uspehom okončana, ali da su prilozi u vezi s njom rastureni po raznim publikacijama, odlučuje da ih sve sakupi i objavi na jednom mestu. „Uvideo sam da će moje delo ostati nepotpuno ako sve te radove ne prikupim i arhitektonski ne sazidam u jedinstvenu celinu i dopunim je svim mnogobrojnim primenama što ih je moja teorija našla u rukama geologa.“
Početkom 1939. godine započeo je svoje kapitalno delo „Kanon osunčavanja”. U njemu je sadržan njegov celokupan dugogodišnji rad, svi rezultati i proračuni, sva vera i nada, sva odricanja. „Kanon” odražava svu temeljitost, sistematičnost, upornost i tačnost Milankovića. Više od toga, odražava njegovu sigurnost u tačnost matematičkih proračuna i ispravnost naučnog pristupa, kao i uverenost da će doći dan kada će stići opšte priznanje da su, u njegovom „Kanonu” zapisane univerzalne zakonitosti.
„Kanon“ je podelio u šest velikih odeljaka:
- U prvom odeljku „Kretanje planeta oko Sunca i uzajamni poremećaji tih kretanja“, ova dva osnovna problema nebeske mehanike obradio je primenom novog matematičkog oruđa koje je razvio.
- U drugom, „Obrtanje Zemlje“, date su opšte jednačine teorije obrtanja i njihova primena na dnevno obrtanje Zemlje, precesiju i nutaciju Zemljine ose.
- U trećem, „Sekularna pomeranja polova Zemljine rotacije“, data je Milankovićeva teorija ovog pitanja uz kartografski i tabelarni prikaz dobijenih rezultata.
- Četvrti odeljak, pod naslovom „Osunčavanje Zemlje i njegove sekularne promene“ sadrži rezultate Milankovićevih opsežnih istraživanja ovog problema.
- Peti „Veza između osunčavanja Zemlje i temperature njene površine i atmosfere“ sadrži osnovne principe Milankovićeve Matematičke teorije klime i njenu primenu.
- Šesti „Ledeno doba, njegov mehanizam, njegovo raščlanjavanje i njegova hronologija“, pored rezultata Milankovićevih istraživanja ovog problema, sadrži i svu relevantnu stranu literaturu, koja je u to doba, kako ističe Milanković, obuhvatala 85 stranih radova.
Pisao je „Kanon” dve godine, a štampanje jednog od najvećih dela srpske nauke „Kanon osunčavanja Zemlje i njegova primena na problem ledenih doba” završeno je 2. aprila 1941. godine. Beograd je bombardovan 6. aprila 1941. godine, i u tom stravičnom razaranju grada stradala je i zgrada štamparije koja je štampala „Kanon”. Stoga su poslednje stranice knjige morale biti ponovo štampane.
Delo je objavljeno na nemačkom jeziku pod naslovom: „Kanon der Erdbestrahlung und seine Arwendung auf das Eiszeitenproblem”, u izdanju Srpske kraljevske akademije, na 626 stranica.
O stvaranju svog grandioznog naučnog dela, Milanković piše:
„Znao sam da taj posao kiklopa nije lak i da će trajati godinama. No, to me nije zaplašilo, bio sam mlad, bolje reći u najboljim godinama za takav poduhvat. Da sam bio mlađi, ne bih imao dovoljno znanja i iskustva za takav posao, a da sam bio stariji, ne bih imao onog samopouzdanja i odvažnosti što ih samo mladost daje.”
Upornim i strpljivim radom, koristeći saznanja iz teorijske fizike, nebeske mehanike, o promenama oblika i položaja putanja nebeskih tela, kao i izuzetnu matematičku nadarenost, prvi je uspeo da reši problem glacijacije, matematički dokazavši da je sekularni tok insolacije glavni uzrok svih većih promena klime na planeti Zemlji.
Već početkom 1944. godine u nemačkom Meteorološkom časopisu objavljen je opširan prikaz Karla Vunta o Milankovićevom „Kanonu osunčavanja“. Milanković s posebnim zadovoljstvom ukazuje na ovaj rad Vunta i njegovih saradnika Trola i Majnardusa, poznatih naučnika toga doba, koji su iskazali odlučnu podršku njegovoj teoriji. U uvodnom delu ovog prikaza, Karl Trol govoreći o uzrocima ledenih doba kaže:
„U toku minulih 20 godina prvo, najznačajnije, mesto u tome problemu zauzela je astronomska teorija koja polazi od sekularnih promena elemenata Zemljine putanje, njenog ekscentriciteta i položaja perihela i nagiba Zemljine ose prema njoj. Ona je dobila svoj konačan značaj radovima Milankovića, Kepena i Vegenera i geološkim istraživanjima Sergela i Eberla. Svestranom prihvatanju te teorije smetao je do nedavna uticaj radova R. Špitalera, koji je, polazeći od istih pretpostavki, dolazio do rezultata koji se nisu mogli dovesti u sklad sa geološkim nalazima. No ta razmimoilaženja su sada prečišćena pošto je Milanković, potpomognut radovima Vunta, svoju teoriju toliko usavršio da je ona, u njenom sadašnjem obliku, stigla mnogo dalje no u svojim počecima. Ona je omogućila hronologiju ledenih doba i njihovo raščlanjavanje“.
U okviru ovog prikaza, Vunt je, u članku „Učešće elemenata Zemljine putanje pri stvaranju ledenih doba“, detaljno i pristupačno izložio osnove Milankovićeve teorije stručnjacima koji nisu matematičari.
Majnardus u svom članku „O Kanonu osunčavanja Zemlje“, izražava još energičniju podršku Milankovićevoj teoriji zaključkom:
„Da sekularne promene osunčavanja Zemlje nisu kvantitativno bile dovoljno snažne da objasne smene glacijalnih i interglacijalnih vremena ledenog doba i da zbog toga astronomsku teoriju raščlanjavanja toga doba, koju je Milanković izgradio, treba odbaciti, zastarelo je i neodrživo gledište. Jer, uvođenjem u račun refleksione sposobnosti snežnog pokrivača, čije su dejstvo uočili i shvatili Vunt i Milanković, a njima sledovali i drugi naučnici, dokazano je da su letnja osunčavanja, smanjena tim uzrokom, imala za posledicu tolika sniženja temperature koja su bila dovoljna da u punoj meri ispolje svoje dejstvo u svim zonama Zemlje. Ovaj zaključak ne isključuje mišljenje da ti činioci nisu bili praćeni terestričnima, kao što su raspodela kopna i vode, bregova i ravnica, morske struje.“
O ovom pozitivnom prikazu i odjeku „Kanona“ u tadašnjoj naučnoj javnosti Milanković je zapisao:
„Ovo odlučno istupanje Majnardusa u korist moje teorije imalo je svoj naročiti značaj i u tome što je on bio geograf, a geografi su dotle bili njeni najčešći protivnici. Tako je moj 'Kanon', pored svih nedaća koje ga zadesiše, stigao na vreme da, mesto mene, učestvuje u velikoj diskusiji \ o problemu ledenih doba.“
Prvi prevod „Kanona“ na engleski jezik objavljen je 1969. godine (Canon of Insolation and the Ice-Age Problem. Special Publ., 132: 1-484, Jerusalem), drugi 1998. godine (Canon of Insolation and the Ice Age Problem. With introduction and biographical essay by Nikola Pantic. 636 pp. Hardbound. Alven Global. ISBN 86-17-06619-9). Zavod za udžbenike i nastavna sredstva u Beogradu pripremio je i 1997. godine objavio „Izabrana dela Milutina Milankovića“ na srpskom jeziku, u saradnji sa Muzejom nauke i tehnike Srpske akademije nauka i umetnosti (ISBN 86-17-05270-8).
