In der wissenschaftlichen Gemeinschaft wird allgemein davon ausgegangen, dass der Planet Erde periodischen Klimaänderungen mit schwankenden Temperaturniveaus unterliegt. Aufzeichnungen über diese Veränderungen finden sich in den geologischen Schichten der Erde und in den chemischen Signaturen versteinerter Überreste. Vereisung ist das Ergebnis niedriger Temperaturen rund um den Planeten; insbesondere die Bewegung und Aktivität von Gletschern. Dies sind sich ausdehnende Eisschilde, die durch eine Ansammlung von Schneefällen entstehen, die weder Zeit noch Gelegenheit zum Schmelzen haben. Die Existenz von Gletschern beeinflusst die langfristigen Klimatrends des Planeten tiefgreifend; Gletscher sind auch für die Landbildung verantwortlich, beispielsweise für das Ausgraben von Tälern und andere Arten von Erosion.
Gletscher bilden sich typischerweise in großen Höhen über der Schneegrenze, wo die Temperaturen niedrig genug sind, dass es dauerhaft schneit. Die Schwerkraft trägt sie Berghänge hinunter, und sie werden von geschmolzenem Wasser auf den untersten Ebenen des Gletschers geschmiert; Druck senkt den Schmelzpunkt von Eis. Außerdem dehnen sich Gletscher aus, wenn Schnee auf sie fällt und gefriert zu Eis. Im Laufe eines Tages werden Teile des Gletschers, die an der Schwelle zum Schmelzen stehen, Teile der umgebenden Erde aufnehmen und bewegen. Auf diese Weise bewirkt die Vereisung eine Verlagerung von Sedimenten und Materialien; sie werden am Gletscher festgefroren und bei der Eisschmelze an anderer Stelle abgelagert.
Die Vereisung ist eine der Ursachen für großflächige Landveränderungen. Erosion ist das wichtigste Beispiel dafür; Gletscher verursachen Erosion auf drei Arten: durch Zupfen, Abrasion und Frost-Tauen. Gletscherzupfen tritt auf, wenn sich ein Gletscher einen Hang hinunterbewegt und die Bewegung des Eises bereits gebrochenes Gestein wegzieht. Abrieb wird durch Gestein verursacht, das an einem Gletscher befestigt ist, während er sich bewegt; Die Reibung zwischen dem sich bewegenden Gestein und dem darunter liegenden Grundgestein verursacht eine Erosion des Grundgesteins, und so entstehen die meisten Täler. Frost-Tauwetter tritt auf, wenn geschmolzenes Wasser in Risse im Gestein sickert, wo es durch fallende Temperaturen gefriert und sich ausdehnt, wodurch die Risse erweitert werden.
Vereisungsperioden treten mit den Milankovitch-Zyklen oder den Variationen der Erdumlaufbahn um die Sonne über einen Zeitraum von 100,000 Jahren auf. Zum Beispiel variiert die Schräglage oder der Winkel der axialen Neigung zwischen 21.5 und 24.5 Grad, und dies ändert die Wärmemenge, die die polaren Eiskappen erhalten. Ein kleinerer Winkel bedeutet, dass weniger Hitze auf die Pole trifft und Gletscher sich bilden können, und das Gegenteil ist auch der Fall. Die durch die Anziehungskraft von Jupiter und Saturn verursachte Exzentrizität führt dazu, dass die Umlaufbahn der Erde elliptischer und damit weiter von der Sonne entfernt wird, was zu kühleren Temperaturen führt. Die Präzession oder die Rotation der Erdachse ändert die Ausrichtung der Erde relativ zur Sonne und anderen Planeten.