第三紀末氣候轉冷，第四紀初期，寒冷氣候帶向中低緯度地帶遷移，使高緯度地區(qū)和山地廣泛發(fā)育冰蓋或冰川。這一時期大約始于距今200-300萬年前，結束于1—2萬年前。規(guī)模很大。在歐洲冰蓋南緣可達北緯50°附近；在北美冰蓋前緣延伸到北緯40°以南；南極洲的冰蓋也遠比現(xiàn)在大得多。包括赤道附近地區(qū)的山岳冰川和山麓冰川，都曾經向下延伸到較低的位置。

冰期

冰期是指地球表面覆蓋有大規(guī)模冰川的地質時期，又稱為冰川時期。兩次冰期之間為一相對溫暖時期，稱為間冰期。地球歷史上曾發(fā)生過多次冰期，如近一次是第四紀冰期。

標志

冰期時期最重要的標志是全球性大幅度氣溫變冷，在中、高緯（包括極地）及高山區(qū)廣泛形成大面積的冰蓋和山岳冰川。由于水分由海洋向冰蓋區(qū)轉移，大陸冰蓋不斷擴大增厚，引起海平面大幅度下降。所以，冰期盛行時的氣候表現(xiàn)為干冷。冰蓋的存在和海陸形勢變化，氣候帶也相應移動，大氣環(huán)流和洋流都發(fā)生變化，這均直接影響動植物生長、演化和分布。

劃分依據

新生代以前的大冰期因時代古老，可辨認的冰川遺跡零散殘缺，研究程度也較差，如今多依據地層中所含帶冰川擦痕的混磧巖、頁巖中的燧石結核和帶冰川擦痕的基巖底盤等。新生代大冰期的冰川遺跡保存普遍較為完整，尤以晚新生代冰期的研究較為深入，如沉積連續(xù)性好的深海沉積巖芯、黃土等,能較完整地記錄全球氣候和環(huán)境的變化。20世紀70年代以來，各國學者用氧同位素分析、放射性年代測定及古地磁等方法力圖恢復和重建晚新生代的全球氣候變化和沉積環(huán)境，作為劃分冰期的重要依據。此外，包含海洋生物、哺乳動物、植物孢粉化石的生物地層學，地貌分析，沉積巖石學以及古土壤等方法也常作為研究晚新生代環(huán)境和冰期劃分的依據。

學者們提出過種種解釋，但至今沒有得到滿意的答案。歸納起來，主要有天文學和地球物理學成因說。

天文學成因

主要考慮太陽、其他行星與地球間的相互關系。①太陽光度的周期變化影響地球的氣候。太陽光度處于弱變化時，輻射量減少，地球變冷，乃至出現(xiàn)冰期氣候。米蘭科維奇認為，夏半年太陽輻射量的減少是導致冰期發(fā)生的可能因素。②地球黃赤交角的周期變化導致氣溫的變化。黃赤交角指黃道與天赤道的交角，它的變化主要受行星攝動的影響。當黃赤交角大時，冬夏差別增大，年平均日射率最小，使低緯地區(qū)處于寒冷時期，有利于冰川生成。

物理學成因

影響因素較多，有大氣物理方面的，也有地理地質方面的。①大氣透明度的影響。頻繁的火山活動等使大氣層飽含著火山灰，透明度低,減少了太陽輻射量，導致地球變冷。②構造運動的影響。構造運動造成陸地升降、陸塊位移、視極移動，改變了海陸分布和環(huán)流型式，可使地球變冷。云量、蒸發(fā)和冰雪反射的反饋作用，進一步使地球變冷,促使冰期來臨。③大氣中CO2的屏蔽作用CO2能阻止或減低地表熱量的損失。如果大氣中CO2含量增加到今天的2～3倍，則極地氣溫將上升8～9℃；如果今日大氣中的CO2含量減少55～60%，則中緯地帶氣溫將下降4～5℃。在地質時期火山活動和生物活動使大氣圈中CO2含量有很大變化，當CO2屏蔽作用減少到一定程度，則可能出現(xiàn)冰期。