Die Schneeball-Erde-Hypothese bezieht sich auf die Idee, dass irgendwann während der Erdgeschichte, insbesondere während der kryogenischen Periode (vor 850 bis 630 Millionen Jahren), die gesamte Oberfläche einschließlich der Ozeane zugefroren war. Die Schneeball-Erde-Hypothese ist unter Paläontologen umstritten, aber viele glauben, dass sie dazu beiträgt, das Vorhandensein von Gletscherablagerungen in tropischen Breiten aus dieser Zeit sowie andere ungewöhnliche Aspekte der geologischen Aufzeichnungen des Kryogens zu erklären. Alle Wissenschaftler sind sich einig, dass es in der kryogenischen Zeit riesige Vergletscherungen gab, die Uneinigkeit besteht darin, ob sie in ihrer Ausdehnung global wurden.
Es wird angenommen, dass das Schneeball-Erde-Szenario, falls es tatsächlich eingetreten ist, durch das Abdriften von Kontinenten in eine fast ausschließlich äquatoriale Konfiguration ausgelöst wurde. Dies hätte die schnelle Verwitterung kontinentaler Gesteine bewirkt, die dann große Mengen atmosphärischen Kohlendioxids aufgenommen hätten. Da Kohlendioxid ein Treibhausgas ist, das eine entscheidende Rolle bei der Erwärmung der Erde spielt, hätte diese Erschöpfung zu einer außer Kontrolle geratenen Eisansammlung geführt. Als Gletscher die Erde bedeckten, hätten sie die Albedo (Reflexionsvermögen) der Erde erhöht, Lichtenergie zurück in den Weltraum reflektiert und die Abkühlung weiter beschleunigt. Das Endergebnis wäre ein vollständig mit Eis bedeckter Planet mit äquatorialen Temperaturen ähnlich der heutigen Antarktis gewesen.
Um das Tiefkühlen der Schneeballerde zu beseitigen, wären Unmengen an Kohlendioxid erforderlich gewesen. Da Silikat- und Karbonatgesteine, die normalen Kohlendioxidquellen, vollständig bedeckt gewesen wären, hätte das Gas aus vulkanischen Explosionen stammen müssen. Über Zeiträume in Millionen von Jahren würden vulkanische Explosionen genug CO2 in die Atmosphäre ausstoßen, um die globale Erwärmung einzuleiten. Diese Erwärmung würde dazu führen, dass das Eis um den Äquator schmilzt und Land freilegt, was die Albedo der Erde verringert und eine positive Rückkopplung der Erwärmung verursacht.
Einige Wissenschaftler glauben, dass eine „Slushball Earth“-Hypothese realistischer ist als die Schneeballerde, bei der eine Region mit dünnem Eis oder eisfreiem Ozean um den Äquator herum existieren würde. Dies ist für einen aktiven Wasserkreislauf notwendig, und tatsächlich weisen einige geologische Ablagerungen aus der Zeit darauf hin.
Die Schneeballerde wird manchmal als Hemmung der Evolution des vielzelligen Lebens angeführt, aber die Wahrheit ist, wir wissen nicht, ob dies wahr ist oder nicht. Einzelliges Leben existierte sicherlich Milliarden von Jahren vor dem Kryogenium und überlebte es, vielleicht in Tiefsee-Hydrothermalquellen und anderen Refugien. Das Überleben des irdischen Lebens während der Schneeball-Erde-Periode wird manchmal als Argument dafür angeführt, dass Leben in den eisbedeckten Ozeanen der äußeren Körper des Sonnensystems wie dem Jupitermond Europa existieren könnte.