Le climat fluctue en permanence. La période allant du Xe au XIVe siècle est appelée par les historiens « optimum médiéval » : les températures sont supérieures à celles des périodes précédentes. Le thermomètre n’existe pas mais les témoignages d’époque montrent que la culture de la vigne atteint de nouvelles régions, que les Vikings colonisent les côtes du Groenland et y pratiquent l’élevage. Le climat se rafraîchit ensuite et à partir de la seconde moitié du XIVe siècle on observe une baisse significative des températures, on parle d’un « petit âge glaciaire » qui dure jusqu’au milieu du XIXe siècle : les glaciers alpins descendent plus bas dans les vallées. Puis, depuis 1860, le climat se réchauffe de nouveau.
Les fluctuations sur le long terme semblent dues à des changements dans l’activité solaire et à des variations de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre. Elles sont ponctuellement accentuées par les éruptions volcaniques qui perturbent le temps à l’échelle mondiale : l’explosion du Tambora (1815) entraine une « année sans été ».
Le réchauffement observé depuis le milieu du XXe siècle semble d’une nature différente et les activités humaines y ont une part non négligeable : émissions de gaz à effet de serre (CO2, méthane et vapeur d’eau), dôme urbain de chaleur, imperméabilisation des sols… Le climat est donc devenu un enjeu dans les relations internationales, mais les grandes conférences mondiales peinent à déboucher sur des résultats concrets.
