地球の歴史は気候変動の歴史でもある。約40億年前に地球表面が冷え固まって大地が誕生してから、地球上は温暖化と寒冷化を繰り返してきた。その中で平均気温を決める大気中の二酸化炭素（CO₂）濃度は、途中で増減はあったものの、大局的には減少傾向にある。

　１００万年という地球の長い時間軸の中では、大気中や海水中の二酸化炭素が炭酸カルシウム（CaCO₃）として固定される速度と、火山活動により二酸化炭素が大気中に放出される速度とが、ほぼ等しくなっている。すなわち、地球全体を炭素（Ｃ）が形態を変えながら循環する「炭素循環システム」としてみれば、平衡状態にあると言える。

　ただし、細かく見ると平衡状態よりも二酸化炭素濃度が高い時期があり、その時は温室効果によって「温暖期」になる。反対に二酸化炭素濃度が低い時期には「寒冷期」となる。