地球气候变迁遗留的痕迹很早就被人们所注意。中国北宋时期的沈括通过对延州（今陕西省北部）化石的观察，提出在当时气候条件不宜竹类生长的延州，可能在“旷古以前,地卑气湿而宜竹”的观点。1686年，英国R·胡克根据波特兰角的海龟化石和巨大的菊石，认为该地过去气候曾经是比较温暖的。1840年，瑞典J·L·R·阿加西根据阿尔卑斯山的冰川堆积，第一次提出地球气候史上曾出现过冰期气候。20世纪初，德国A·彭克和E·布吕克纳著《冰川时期的阿尔卑斯山》，将阿尔卑斯山第四纪大冰期划分为4个冰期(后又划分成5个冰期)。20世纪以来，许多学者对古气候进行了研究。中国气象学家竺可桢曾对历史气候作了大量研究，他的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》(1972年)一文受到国内外有关学者的普遍注意。
编辑本段研究方法
气候记录
地球上仪器观测的气候记录，最长不过二、三百年。有两类资料可以把气候记录延长到没有仪器观测的年代：一类是历史资料，如考古发掘文物、历史文献等；另一类是各种天然气候记录，包括树木年轮、地层中的生物化石、植物孢粉、各类沉积物的特征，以及各种自然地理因子变迁的痕迹等。这些天然气候记录有连续的，也有间断的，其适用的地理范围、研究的时期及在气候上的意义也都不相同。时期愈早，古气候记录愈少。
起源气候史地球起源以来的约46亿年中，气候曾发生过多次巨大变化。现在人们还无法了解地球早期的气候状况，只能通过某些直接和间接的方法，推测约20亿年以来的气候变化。前寒武纪以来，至少出现过多次全球性的大冰期。
一般认为，对地质时期温度的估计从中生代（距今2.3～0.67亿年）起才比较可靠。据H·弗洛恩估计，中生代时的年平均温度在两极附近为8～10℃，低纬度热带地区为25～30℃。新生代新生代（距今约6700万年以来）气候的主要特征是中纬度温度缓慢地下降，而热带地区却无明显变化。它导致南极洲冬季降雪，山岳冰川逐渐增加，大洋底水温下降。大约在距今500万年以前,南极地区已出现冰盖。到250万年前,北半球冰岛等地区也开始出现山岳冰川，以后格陵兰等地的现代冰川又相继形成。于是，地球气候逐渐进入到一个新的大冰期，即第四纪大冰期。
第四纪第四纪大冰期开始时间有很大争论，但多数人认为始于距今 200万年以前。第四纪气候是以大陆冰盖和中、高纬度山岳冰川为主要特征，统称为第四纪大冰期。在第四纪内，依据冰川覆盖面积的变化，可划分出几次冰期和间冰期。由于气候变化随地区的差异和研究方法的不同，各地划分的冰期有所不同。
第四纪中以里斯冰期的冰川作用最为强烈，当时地球有十分之二到十分之三的大陆面积为冰川覆盖（现在约为十分之一）。在亚洲，冰盖到达贝加尔湖附近。
冰期气温平均比现代低 8～10℃。间冰期气温比现代高，北极地区气温较现在高10℃以上，低纬度地区也较现在高5～6℃。冰期和间冰期温度的巨大变化，导致其他气候要素和自然地理因子的变化：①雨带分布的变化。冰期时，极地冰原面积扩大，极地反气旋增强，极地高压带向中、低纬度地区扩展，迫使行星极锋带移至中、低纬度地区，导致中、低纬度地区低气压活动频繁，雨量充沛，湖水面积扩大。例如，亚洲中部、非洲北部和中部、北美洲西部等,在冰期时均为湿润地区,但在间冰期时，上述地区的气候常很干燥。②雪线的升降。冰期时,全球山岳雪线普遍下降,大多数山岳雪线下降1000～1400米，热带地区雪线下降700～900米。③海平面的升降。冰期时，地球表面的水相当大的一部分形成巨大冰盖而留在陆地上，海平面因此降低。例如，玉木冰期时的海平面比现代低约 100米。在间冰期最暖时期的海平面，可能比现代高出15～30米，甚至更高。④生物群落的迁移。在冰期时，冰川扩张，气候带向低纬度地区移动。在间冰期时，冰川退缩，极地地区气温升高，气候带向高纬地区移动。与气候带相应，生物群落也随之南北迁移。例如：克里米亚（里斯冰期）的地层
里发现过北极狐、北极鹿化石；在南高加索，从冰期地层里发现过猛犸象化石，这些都属于极地动物。在间冰期，北冰洋沿岸有虎、麝香牛等喜温动物群活动。
冰后期冰后期（约从1万多年前开始）,全球气温逐渐上升，冰川覆盖的面积相应缩小，海平面随之上升，地球气候又进入较为温暖的时期。
编辑本段古气候学古气候学是研究地质时期气候形成的原因、过程、分布及其变化规律的学科。即根据物质成分、沉积岩结构特点和生物，按一定的理论和方法推断各地质时代的气候。古气候学的研究与地质学、古生物学、地球化学、同位素化学、大气物理学和天文学等密切相关。
编辑本段古气候学发展简史
19世纪早期，古气候的研究材料主要来源于欧洲和北美。由于当时北美前寒武纪晚期冰川沉积尚未发现，所以认为整个地质时期的气候都是温暖的，直到第三纪气候才开始变冷，到第四纪更新世出现冰川。把高纬度地区指示温暖气候的沉积与化石，认为是热带或亚热带气候曾达到极地附近的证据。
19世纪后期至20世纪初期，在南大陆发现晚古生代冰碛物以后，地质学家不再把冰川看作是更新世特有的古气候现象。于是对高纬度地区曾存在温暖气候的事实产生了另一种解释，即地质时期古地理面貌与现在不同，各大陆及相对的极地曾发生过大规模的位移。这就是魏格纳大陆漂移说的基础之一。与此同时，先后有不少论述古气候的论著，从而奠定了古气候学的基础。
20世纪50年代以后，利用现代大气物理学研究成果，古气候学在研究方法、测试技术、古气候成因研究以及应用上都有较大的发展。还把地球的热平衡、辐射分布、大气环流、洋流、气候带等理论应用到古气候的研究中去。此外，还对影响古气候的地内和地外原因进行深入探讨。
另一重要的进展是根据氧同位素对古气温的测定。60年代以后，古代海洋和大陆温度定量恢复方法的发展，对第四纪大冰期陆、海、冰古地理的恢复，大气海洋一般环流模式及冰期气候的模拟，及地球轨道变化对气候的影响的研究等，使古气候学取得了很大发展。
编辑本段现代人是怎样知道古气候的
早期变化
气候变化早为人们关注，洪涝、旱灾早与人类的生产、生活，甚至生死存亡休戚相关。自从有文字以来，各地旱涝灾情的记载随处可见，可见气候与人类关系之密切。
近年来，人们又议论着一个新的话题：世界气候真的会越来越暖吗？世界气候变暖真能把南极大陆的冰盖融化吗？海平面真的会因此而出现灾难性的上升吗？……
过去，环境变化并未被人们重视。然而，近来，人们在关注气候变化的同时，也关心着环境状态的演变。诸如，城市空气是否变得污浊，饮用水和食物是否被污染，南极臭氧洞是否能向北移动威胁人类的安全，……
要评价现代气候和环境的变化很自然地要考证过去气候和环境的历史资料。然而，有观测记录的历史气候资料，最长的只有数百年，而历史环境资料就更短了，真正有观测记录的是最近几十年的事。
科学家们知道，气候和环境变化的准周期长短不一，有几年，几十年，几百年甚至几千年。因此，恢复古气候和古环境变化资料，是研究未来气候和环境演变的基础。
我国气候学奠基人竺可桢先生首先采用古代文字记载、物象等手段，恢复了我国5000年来的气候演变，成为世界上研究古气候变化的一个里程碑。然而，恢复古环境资料，恢复比5000年更古老的气候资料仍然没有得到解决。
第一，社会历史的发展离不开地理环境，不同的地理环境影响到各地生产方式和风俗习惯的不同。
