第三纪末，气候开始转凉；第四纪初期，寒冷气候带向南转移，使高纬度和高山地区进入冰期，并广泛发育冰盖或冰川。

第四纪冰期的规模很大，在欧洲，冰盖南缘可达北纬50°附近；在北美，冰盖前缘一直延伸到北纬40°以南；南极洲的冰盖也远比现在大得多；包括赤道附近在内的地区的山岳冰川和山麓冰川，都曾下达到较低的位置。中国第四纪冰川作用的范围，不仅包括东北、西北、西藏和西南等地的山地和高原，而且波及东部山区和山麓平原。

这次大冰期，至少可分4次冰期和3次间冰期。在最大的一次冰期中，全球大陆有32%的面积为冰川所覆盖，大量的水分停滞于大陆上，致使海面下降约130米。

在第四纪冰期中，气温比现在低3～7℃左右，雪雨降量也比较大，不但高纬度地区为冰川覆盖，就是中低纬地区也出现寒冷气候，并在山区发育山岳冰川。

但是，并不像灾变论者所说的那样，生物会全部消灭。相反，从人类发展历史来看，原始人类是在第四纪冰期和间冰期的气候变化中，经过同自然界严寒的条件作激烈斗争，发展成为现代人。

进入全新世，气温一度较高，可能高出现在6℃。竺可桢提出中国最近5000年来的气候变化：仰韶文化期，华北平原盛长竹林，年平均气温高于现在2℃；距今3000年前，出现第一次寒冷期；距今2000年前，出现第二次寒冷期，以后有一个明显的暖期，当时气温高出现在2～3℃；到14世纪～19世纪中叶，其中在公元1700年时出现历史时期的最低温。到19世纪中叶，气温又转暖；20世纪50年代以来，西部气候有转凉的趋势。

那么，地球上今后的气候将会发生什么样的变化呢？杨怀仁根据第四纪后期气候的变化特点和近年的环境变化提出如下推测：21世纪全球气温将上升，因此海平面升高是最主要的。这对于今后人类的生活将产生严重的影响。北极的冰川将会明显的融化，大气环流随之改变。有些地区的蒸发量和降水量也会增高，而另一些地区则相反，各地气候反差很大。而南极洲的冰川可能较为稳定，暂时不会有明显的融化，从而加强了南北两半球气候的不对称性。

现在我们知道地球的历史约有46亿年了，在这数十亿年里，地球经历过很多变化，曾多次出现由海变陆，或由陆变海的过程。伴随着这些变化，地球上也出现了生物从无到有，从低级到高级的发展过程。