地表能量的主要來源是太陽輻射。地球在不同時期接收的太陽能量不同，地表温度也會有冷暖變化。当接收到的太陽能量很少時，地球會變得非常寒冷，許多地方的雪終年不化，越積越厚、越压越紧，就變成了冰。平原上的冰會逐漸形成厚厚的冰原，比如南極洲和格陵蘭島的冰原。高山上的冰會在重力作用下沿着山谷流動，形成類似河流的景象，因此被稱為冰川。地球上冰原和冰川覆蓋的地質時期被稱為冰期，以便與氣候温暖的時期區別開來。
地質史上發生了五次大冰期。第一次是距今24億至22億年的休伦冰期；第二次是距今7.5億至6.3億年的新元古代冰期；第三次是距今4.6億至4.3億年的早古生代冰期，但這次冰期持續時間較短，影響也較小；第四次是距今3.5億至2.7億年的石炭紀—二叠纪冰期，也稱為晚古生代冰期；第五次是距今260萬年至今的晚新生代冰期，或稱第四紀冰期。地球現在正处于第四紀大冰期之間的間冰期。
在这五次大冰期中，冰期的持续时间有的长，有的短，差异很大，而且寒冷程度也大不相同。持续时间最长的是第一次冰期，长达2亿年。最冷的是第二次冰期，这次冰期产生的冰像盖子一样覆盖了亚洲、欧洲、美洲、非洲和澳大利亚的大片地区。上述一些地方当时位于赤道低纬度地区，如果这些地区都被冰层覆盖，那么南极和北极地区更是如此。也就是说，当时地球表面基本上都被冰雪覆盖，成為一個大雪球，因此學者將這個事件稱為雪球事件，把當時的地球稱為雪球地球。