Az építmények tengelye az észak-déli irányhoz igazodnak, eltérésük attól legfeljebb 0,05°. Hogy az ősi egyiptomiak miből számították ki a pontos irányt, nem tudjuk pontosan. A kutatók megosztottak a kérdést illetően: egyesek szerint az ősi egyiptomiak egy kiválasztott csillag mozgását figyelték. A csillagok a Föld forgása miatt naponta egy kört írnak le az égen, ennek a körnek a középpontja felé mutat a Föld forgástengelye. Azaz a látszólagos origó az északi féltekén mindenhonnan északi irányban látszik (kivéve magáról az Északi Sarkról, ahol az a zeniten van). A kutatók egy része szerint az egyiptomiak e pont segítségével tájolták be a piramisokat. Más vélemények szerint a Nap járásából számították ki az északi irányt. Mindkét esetben a számított értékeknek az egész piramis-építési periódus alatt változatlannak kell lennie.

De mint Kate Spence, a cambridge-i egyetem kutatója rámutat, ez az irány nem állandó. Sőt, az piramisok építésük szerinti időrendben folyamatosan a Nagy Piramis építéséig egyre közelebb kerülnek a pontos észak-déli irányhoz, majd ismét távolodnak. Ez Spence szerint abból fakad, hogy az építészek nem egy, hanem két csillagot megfigyelései alapján szabták meg az irányt: ez a két égitest a Mizar az Ursa Major (Nagy Medve, Göncölszekér) és a Kochab az Ursa Minor (Kis Medve) csillagképekben.

Az éggömb csillagai az északi és a déli félgömbön egyaránt egy-egy képzeletbeli pont körül látszanak szabályos körpályán keringeni, ezek a pontok a Föld forgástengelyére illesztette egyenesen vannak. Napjainkban az északi félgömbön ebben az pontban van a Sarkcsillag, a többi csillag látszólag e körül mozog. A Sarkcsillag segítségével minden segédeszköz nélkül szinte pontosan kiszámítható az északi irány.

Azonban a precesszió (a Föld forgástengelyének ingadozása) miatt a csillagok pozíciója folyamatosan változik. A Krisztus előtt III. évezredben azonban ebben a pozícióban nem volt csillag, az északi éggömb minden csillaga ténylegesen csak egy képzeletbeli pont körül keringett.

Számítógépek segítségével modellezni lehet a csillagok mozgását, akár egészen a Királyság koráig visszamenőleg. E modellek szerint akkoriban a Mizar és a Kochab egymással szemben keringtek, azaz a rájuk fektetett képzeletbeli vonal átment az északi póluson. Amikor a két csillag függőlegesen egymás felett helyezkedett el, akkor mindkettő a rajtuk keresztülmenő egyenes jelezte a pontos északi irányt.

A precesszió hatására azonban, a Mizar-Kochab-tengely folyamatosan vándorol, és csak Krisztus előtti 2467. évben mutatta tökéletes pontossággal az északi pólust. Az egymást követő piramisok pontosan követték ezt az mozgást, mondja Spence, megmagyarázva az piramisok és a Észak-Dél-tengely közti eltérés csökkenését, majd növekedését.

Ha az Spence feltevése helyes, akkor nagyon precízen (akár öt év pontossággal) meghatározhatjuk az ókori egyiptomi történelem jelentősebb dátumait; ezek lennének a történelem legrégebbi konkrét időpontjai. Például az elmélet figyelembevételével a Gíza-i Nagy Piramis építésének kezdetét i. e. 2485 és 2475 közé tehetjük.