Со временем климат Земли радикально менялся, и можно ожидать, что такие изменения будут происходить и впредь — в первую очередь вследствие геологических событий, таких, как наступание и отступание ледников на протяжении столетий. Эти долгосрочные изменения климата вследствие оледенений и сменяющих их длительных периодов потепления — межледниковий (интергляциалов) — происходили неоднократно. За последние 600 млн. лет известно 17 оледенений Земли. В течение этих ледниковых эпох огромные ледяные покровы продвигались в сторону экватора, иногда достигал широты Нью-Йорка. Самое недавнее похолодание было в 1500-1900 гг. Это время названо Малой ледниковой эпохой. Геофизики, занимающиеся ледниковыми циклами, пришли к выводу, что изменение температуры всего на несколько градусов вызывает радикальное изменение климата Земли.
В настоящее время ледники занимают около 10% земной поверхности. Большая часть этого льда содержится в двух огромных ледниковых шапках Антарктиды и Гренландии, а остальная часть рассредоточена в многочисленных горных районах всего мира. Подсчитано, что если растопить весь этот лед, то уровень океана поднимется примерно на 100 м. См. Оледенения.