27 億年來，地球上發生了 5 次大冰期和 4 次大暖期。為何會這樣？其原因尚不清楚。有些學者認為，这與地球運動的轨道有关。当地球離太陽较近时，接受的太陽能量较多，因此气候温暖；而当地球远离太阳时，接受的太阳能量较少，气候就寒冷。有些學者認為，这与地球上的大地壳运动有关，地壳运动造成了高山，高山上的空气稀薄，尘埃和水蒸气较少，热量容易散失，因此引起地表降温；同时，地壳运动也扩大了陆地面积，发生了海退，陆地的热容量远比海水的小，陆地扩大，海洋面积缩小，地表储存的能量就少，地表的温度容易降低而变得严寒，地史上几次大冰期，都与地质构造活跃期有关……但這些說法並未得到公認。地球目前所处的第四紀大冰期可進一步分为 7 次較冷的冰期和 7 次較暖的間冰期。随着科技的进步，測試方法的提高，近 70 萬年來的地史可分为 7 次較小冰期和 7 次間冰期，大約每 10 萬年就會出現一次冰期和間冰期的交替。來自太陽和地球内部的能量導致地球陆地、海洋、大气中的許多自然現象的發生。這些自然現象對氣候變化影響很大。
最近一次小冰期發生在 1.8 萬年前。當時夏季海水温度比現在低 2.3℃，因此海水蒸發後，绝大部分转化成雪并被封冻在北美洲、欧亚大陆、北极和南极，因此全球海平面下降了近 100 米。今天的台湾海峡、东海、黄海、渤海水深約 100 米，因此当时这些地方都露出了海底而成为陆地，从而中国台湾、日本都与中国大陆连在一起了。因此，渔民在渤海和台湾海峡打捞到 1.8 萬年前的陸生犀牛化石、鹿化石等，以及日本發現這一時期與中國所見類似的石器，也就不足為奇了。從 1.5 萬年前至今，地球又逐渐变暖，进入间冰期，许多大陆的冰又逐渐融化，海平面上升了近 100 米，因此台湾海峡、东海、黄海、渤海又被海水淹没了。
古气候研究意义重大。造成地球冷暖变化的原因究竟是什么？这种变化是否有规律可循？第四纪大冰期是否会像前几次大冰期一样，持续超过 1000 万年？地球现在所处的间冰期什么时候会结束？新的冰期来临对人类是有益还是有害？這些问题都等待着人们去探索、去研究。