整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化,反复有过几次大冰期,其中最近的三次大冰期（即震旦纪大冰期、石炭—二迭纪大冰期和第四纪大冰期）为科学家所公认,在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候.寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的,在整个地球气候史中,大部分时期（占90％以上年代）为温暖气候,比现在温和.震旦纪大冰期,发生在距今约六亿年以前.亚、欧、非、北美和澳大利亚的大部分地区,都发现了冰碛层,说明这些地方曾发生过具有世界规模的大冰川气候.我国东部和中部广大地区,也有震旦纪冰碛层,说明这里也曾经历过寒冷的大冰期.寒武纪— 石炭纪大间冰期,距今约3～6亿年,当时整个世界气候都比较温暖.特别是石炭纪是古气候中典型的温和湿润气候,森林面积极广,最后形成丰富的煤矿,树木也缺少年轮,说明气候具有海洋性特征.在我国石炭纪时期全处在热带气候条件下,但到石炭纪后期,从北到南出现湿润带、干燥带和热带三个气候带.石炭—二迭纪大冰期,距今2～3亿年,主要是在南半球,北半球除印度外,目前尚未找到可靠的冰川遗迹,当时我国气候仍有温暖湿润气候带、干燥气候带和炎热潮湿气候带三个气候带.三迭— 第三纪大间冰期,距今约200万年～2亿年.整个中生代气候温暖,到新生代的第三纪世界气候更趋暖化,格陵兰也有温带树种.三迭纪时期,我国西部和西北部普遍为干燥气候；到侏罗纪,我国地层普遍分布着煤、粘土和耐火粘土等,说明当时是在湿润气候控制之下.侏罗纪后期到白垩纪是干燥气候发展的时期,当时我国曾出现一条明显的干燥带,西起天山、甘肃,南伸至大渡河下游到江西南部,都有干燥气候条件下的石膏发育.到了第三纪,我国的沉积物大多带有红色,说明当时气候比较炎热.第三纪末期,世界气温普遍下降,整个北半球喜热植物逐渐南退.第四纪大冰期,约始于200 万年前.大冰期中仍然是冷暖干湿交替出现的,当寒冷时期,即亚冰期,气温比现代气温平均约低8°～12℃,高纬度地区为冰川覆盖,如最大的一次亚冰期（里斯冰期）,世界大陆有十分之二、三的面积为冰川所覆盖.当时北半球有三个主要大陆冰川中心,即斯堪的纳维亚冰川中心,其冰流曾南伸到北纬51°左右；格陵兰冰川中心,其冰流也曾南伸到北纬38°左右；西伯利亚冰川中心,冰层分布于北纬60°～70°之间,有时可达北纬50°附近的贝加尔湖.冰川扩张,气候带南迁,生物群落也随之南移,如里斯冰期时,北方动物南迁,在克里木的旧石器时代（距今25万年以前）地层中曾发现过北极狐和北极鹿化石.两个亚冰期之间的亚间冰期,气候比现代温暖,北极气候比现代约高出10℃以上,低纬度气温也比现代高5.5℃左右.原覆盖在中纬度的冰盖消失了,退缩到极地区域,甚至极地的冰盖也消失了.冰盖退缩或消失,气候带北移,生物群落也随之北移,如北冰洋沿岸也有虎、麝香牛等喜热动物群活动,喜暖植物可一直分布到北极圈.当高纬地区处于冰期时,冰川覆盖扩大,极地高压增强,迫使极锋带南移到中纬度.在中纬度极锋带上气旋活动频繁,雨量丰富,内陆湖水上涨,如我国罗布泊在冰期时,湖水水域比现代大4～5倍.反之,当高纬度地区处于间冰期时,大陆冰盖及极地高压向极区收缩,气候带北移,中纬度地区有些地方出现干燥气候,大约在一万年以前大理亚冰期（相当于欧洲武木亚冰期）消退,北半球各大陆的气候带分布和气候条件,基本上形成为现代气候的特点了.地质时期的气候情况,我们只能根据间接的标志去研究.如根据某一地质时代的岩石性质、古老的土壤、地形以及古生物化石,还可以用放射性碳C14含量来推断地质时期气候状况等等.在某一地区中如发现冰碛石、冰擦痕、漂石等,这就是寒冷时期冰川活动的证明；黑龙江地区的灰化土下面埋藏有古红色土,可推知古代那里曾经有过炎热的气候；如果在现代沙漠地区发现有干涸河谷地形和湖岸线的遗迹,就表示该地是由湿润气候转变为沙漠的.生物化石是说明地质时代气候状况的良好根据,如果有马匹或走禽的化石,表示这里曾是草原气候；猿猴化石表示曾出现过森林气候；在格陵兰曾发现温带气候的树叶遗物,证明这里曾有过温暖的时期；苏联的乌克兰曾发现古代棕榈的遗迹,证明那里曾出现过热带气候.通过上述方法对地层沉积物的广泛分析,证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化,反复有过几次大冰期,其中最近的三次大冰期（即震旦纪大冰期、石炭—二迭纪大冰期和第四纪大冰期）为科学家所公认,在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候.寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的,在整个地球气候史中,大部分时期（占90％以上年代）为温暖气候,比现在温和.