Lo studio del clima passato è oggetto della paleoclimatologia. Secondo le conoscenze attuali il clima terrestre avrebbe subito nelle varie ere geologiche passate importanti cambiamenti climatici di origine naturale dovuti a variazioni orbitali terrestri (cicli di Milankovitch).
Variazioni dell’attività solare e modificazioni della composizione chimica dell’atmosfera terrestre in particolare nella concentrazione di gas serra evidenziando fasi alterne di raffreddamento e riscaldamento globale come ad esempio glaciazioni e periodi interglaciali.
