La Tierra ha experimentado al menos cinco edades de hielo importantes en sus 4.57 millones de años de historia: la glaciación huroniana (hace 2.4 a 2.1 millones de años), la glaciación Sturtian / Marinoan (710 a 640 millones de años), la glaciación andino-sahariana (460 a 430 millones de años) mya), la Edad de Hielo de Karoo (350 a 260 mya) y la Edad de Hielo más reciente, que actualmente está en curso (40 a 0 mya). La definición de una Edad de Hielo es una caída a largo plazo en las temperaturas globales de la norma histórica, acompañada por una extensión de las capas de hielo continentales. Cada Edad de Hielo es cíclica, generalmente en escalas de tiempo de 44,000 y 110,000 años, durante los cuales el hielo glacial se extiende y retrocede rítmicamente.
Se desconocen las causas precisas de las edades de hielo históricas, pero probablemente surgieron debido a una variedad de factores, que incluyen: posiciones de los continentes, composición atmosférica (gases de efecto invernadero), actividad volcánica, albedo de la Tierra (reflectividad), variaciones en la distancia de la Tierra desde el Sol (ciclos de Milankovitch), variaciones en la producción solar e impactos de asteroides. Cuando las variables correctas están en su lugar, comienza una Edad de Hielo, y una vez que comienza, entran en juego los efectos de retroalimentación positiva. El más fuerte es simplemente que el hielo es más reflectante que la tierra o el bosque, por lo que grandes áreas cubiertas de capas de hielo reflejan los rayos del sol, lo que provoca nuevas caídas de temperatura y un aumento de la glaciación.
La mayoría de las veces, la Tierra no se encuentra en una Edad de Hielo y la temperatura global promedio es de aproximadamente 22 ° C (71 ° F). Las capas de hielo están casi completamente ausentes, solo se encuentran en grandes altitudes (glaciares alpinos). Los polos son fríos, pero no están cubiertos de hielo, y los bosques se extienden de un polo a otro. Se han encontrado fósiles de dinosaurios a menos de 10 ° de latitud del antiguo Polo Sur. Solo durante aproximadamente el 15% de la historia de la Tierra ha habido una Edad de Hielo.
Las dos edades de hielo más famosas son probablemente la glaciación de Sturtian / Marinoan y la edad de hielo más reciente. La glaciación de Sturtian / Marinoan fue tan severa que se han encontrado evidencias de glaciares continentales alrededor del ecuador de este período. La temperatura global promedio puede haber caído por debajo de los -30 ° C (-22 ° F), más fría que la Antártida actual. Algunos científicos incluso creen que los océanos se congelaron de arriba a abajo durante este tiempo, lo que resultó en un escenario de «Tierra bola de nieve». La vida habría sobrevivido en refugios como respiraderos hidrotermales de aguas profundas.
La Edad de Hielo más reciente es bien conocida porque los humanos hemos tenido toda nuestra historia dentro de ella. Creemos que las capas de hielo que cubren Groenlandia y la Antártida son típicas, aunque no lo son. Hace más de unos 10,000 años, hubo un período glacial severo que cubrió los continentes en glaciares tan al sur como Chicago y París. Durante este período de tiempo, los humanos tuvieron que evitar principalmente colonizar Europa o el norte de Asia, ya que estas áreas estaban congeladas. Por esta razón, los fósiles humanos anteriores al último período glacial se encuentran solo en África, Oriente Medio, China, el sudeste asiático, Australia y solo en pequeñas partes de Europa, como España y el sur de Francia.