大冰期中气候较寒冷的时期称冰期，较温暖的时期称间冰期。大冰期、冰期和间冰期都是依据气候划分的地质时间单位。大冰期的持续时间相当地质年代单位的世或大于世，两个大冰期之间的时间间隔可以是几个纪，有人根据统计资料认为，大冰期的出现有1.5 亿年的周期。冰期、间冰期的持续时间相当于地质年代单位的期。
冰川是气候的产物,而气候变化是大气二氧化碳浓度的函数。大气中CO2的屏蔽作用。CO2能阻止或减低地表热量的损失。如果大气中CO2含量增加到今天的2~3倍，则极地气温将上升8~9℃；如果今日大气中的CO2含量减少55~60%，则中纬地带气温将下降4~5℃。在地质时期火山活动和生物活动使大气圈中CO2含量有很大变化，当CO2屏蔽作用减少到一定程度，则可能出现冰期。这就是冰期、间冰期的气候特点。
但是现代间冰期的气候特点则与以往大不同，由于地球上最有智慧的生物--人参与改造大气圈、水圈和岩石圈。现代地质年代已进入人类时代。在人类灭绝之前，气温将一直上升，使间冰期延长，甚至可能出现类似二叠纪生物大灭绝事件。
二千五百万年前的二叠纪，由于气候变暖，导致海水变暖，两级的海水再也不能下沉，导致海洋输送带的中断，使海水不能上下对流，海底矿物质不能上升，使海洋生物灭绝。最终导致海底硫化氢逸出海面，使陆地生物96%中毒灭绝。（沈树忠.《科学》。《二叠纪生物大灭绝的真相》）
大气圈、岩石圈、和水圈相互作用的演化机制。控制着二氧化碳在大气中的浓度，使气温变化成为二氧化碳在大气中浓度的周期函数。从而决定了冰期与间冰期的周期。
　地球的前半辈子是在二氧化碳的笼罩下度过的。金星和火星的大气层几乎全是由二氧化碳组成的，可2007年测得的数据显示，地球大气层中的二氧化碳浓度只有0.0384%，也就是384ppm（1ppm等于百万分之一）， 二氧化碳是著名的温室气体，它能让太阳光顺利通过，却会阻止地表热量的散失。金星的表面温度之所以高达480℃以上，主要原因就是温室效应。火星的大气层虽然也都是二氧化碳，但因为火星太小，大气浓度低，温室效应弱，所以火星表面温度夜间可降至－130℃。 地球和太阳的距离适中，但在地球形成的初期，太阳的辐射强度只有现在的1/4，为什么那时的地球没有被冻成冰球呢？最新的理论认为，正是由于二氧化碳产生的温室效应，地球的温度才不至于太低，从而使水的三种形态都存在。液态的水（比如降雨）能够溶解空气中的二氧化碳，成为碳酸雨，碳酸能溶解岩石，把硅酸盐中的金属离子带走，把它变为碳酸盐，并在海洋和湖泊里沉积为岩石。地球的内部很热，沉积在地壳中的碳酸盐分解，经常会随着火山喷发而重新变为二氧化碳释放到大气中，这就形成了一个碳循环。 经过几亿年，这个碳循环逐渐达到了某种平衡。空气中的二氧化碳浓度高了，地表温度就升高，海水蒸发速度便会加快，形成更多的雨水，把更多的二氧化碳带到岩石里，再被火山重新喷到空气中。空气中的二氧化碳浓度降低后，情况就正好相反，大气温度降低，降雨减少，碳沉积速度也跟着降低，但火山活动不受影响，所以大气中的二氧化碳浓度就会重新上升。气候从新变暖。