更新世是地球上气候发生剧烈变化的时代。北半球的高、中纬度地区以及低纬度地区的一些高山，在这时期出现过大规模的冰川活动。冰川的前进和退缩，形成了寒冷的冰期和温暖的间冰期的多次交替，并导致海平面的大幅度升降、气候带的转移和动荡、植物的迁徙或绝灭。这些事件对早期人类文化的发展产生过巨大的影响。因此，许多学者主张采用冰期序列作为更新世分期的主要标准。
欧洲的冰川研究基础较好，19世纪已在欧洲形成多冰期的概念。1877年英国学者盖克（G.Geikie）在东英吉利（East Anglia）发现四次冰川作用。1909年德国地貌学家彭克（A.Penck）和布吕克纳（E.Brunckner）根据阿尔卑斯山北坡冰碛地层和相应的阶地地貌，建立了以多瑙河的支流命名，在阿尔卑斯山建立了由老到新的贡兹（Günz）、民德（Mindel）、里斯（Riss）、武木（Würm）等4个冰期。1930年埃伯尔（B.Eberl）又发现了贡兹冰期之前的冰川作用遗迹，划为多瑙冰期（Donau），并将各个冰期划分成若干亚期。第四纪的四次冰期说，被广泛接受，苏联欧洲部分也划分了敖德萨、白俄罗斯、中俄罗斯、瓦尔代等4个冰期。中国第四纪冰川研究由著名地质学家李四光开创，并以庐山冰川研究为基础，于1934年划分了鄱阳、大姑、庐山、大理等4个冰期。
西太平洋
来自西太平洋“暖池”的关于“更新世”气候变化的第一个高分辨率记录，为气候变化提供了重要信息，它对于我们了解地球的气候是怎样进入持续了80万年的冰期模式的将具有参考价值。该记录采用浮游生物有孔虫类体内的Mg/Ca比例作为过去175万年间海洋表面温度的一种代理指标。新的研究结果显示，该地区有一个持续很长时间的稳定期，这与大气中CO2浓度逐渐减少是冰川融化的诱因的观点是不一致的。相反，通过区域环流的变化实现的太平洋表面温度的重新分布有可能影响全球气候。这个结论支持了科学家对热带地区、对未来气候变化响应的担忧。