冰河时期（Ice Age）是地球气候长期低温、极地冰盖覆盖大陆的地质时期，持续数千万年甚至数亿年。冰河时期，在中国大陆的学术界称之为“大冰期”。相邻的冰河时期之间的地球气候比较温暖的时间段，称之为“大间冰期”。地球史上四大冰河时期：卡鲁冰期、安第萨哈拉冰期、瓦兰吉尔冰期、休伦冰期。

冰河时期内部又分为若干次冰期（glacial period）与间冰期，持续数十万年。目前地球气候仍处于末次冰河时期（称为第四纪冰河时期）的一次间冰期当中，目前没有证据表明地球正在走出末次冰河时期。

历次冰河时期

地球形成以来冰河时期至少出现过5次。冰河时期期间，温度下降，改变了地球表面的植物相和生物的生存环境，许多生物因此面临灭亡或被迫迁移，只有能够适应环境的物种，才能幸存下来。

休伦冰河时期

休伦冰河时期（Huronian glaciation），出现于24亿年前到21亿年前。由于主要冰盖遗迹证据在休伦湖北岸被发现而命名。这可能是地球上最严重最漫长的寒冷期。其成因可能是大氧化事件，大气层中急剧增加的氧气破坏了原始大气中的主要温室气体甲烷所致。

成冰纪冰河时期

成冰纪冰河时期（Cryogenian），出现于新元古代成冰纪，从8.5亿年前到6.3亿年前。这是十亿年来地球最严重的寒冷期，极地冰盖扩展到赤道；甚至形成了雪球地球，海洋也完全冻结。火山喷发的二氧化碳因地球生物不能光合作用而逐步累积，最终形成的温室效应使得地球走出冰封。随后是埃迪卡拉生物群标志着多细胞生物的出现，以及寒武纪生命大爆发，各种生物的门基本都出现了。

安第斯-撒哈拉冰河时期

安第斯-撒哈拉冰河时期（Andean-Saharan），时间跨度较小，出现于古生代晚奥陶纪与志留纪，从4.6亿年前到4.3亿年前。

卡鲁冰河时期

卡鲁冰河时期（Karoo Ice Age），出现于古生代末期的石炭纪与二叠纪，从3.6亿年前到2.6亿年前。因南非卡鲁地区发现的冰盖证据而命名。可能的原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育，导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少所致。

第四纪冰河时期

第四纪冰河时期（Quaternary glaciation），或称作更新世冰河时期（Pleistocene glaciation），当前冰河时期（current ice age），或直接叫做冰河时期（the ice age），开始于258万年前的上新世晚期，延续到迄今。此次冰河时期，地球处于冰期与间冰期交替出现的旋回。目前，地球上的大陆冰盖仅存在于南极洲、格陵兰、巴芬岛等处。

距离现代较近的第四纪冰河时期的间冰期约为4万年，以后缩短为1万年。上一次冰期是约1万年前。

65万年来南极洲的冰蕊所记录的大气二氧化碳浓度而划分的冰期/间冰期周期

6500万年来氧同位素记录的气候变化，可见3400万年前南极冰盖开始形成，2500万年前南极冰盖大部溶化，1300万年前南极冰盖重新形成。现在的平均温度比始新世气候最适宜（Eocene Climatic Optimum）时期要低10度以上

冰河期的成因

因为冰河期有大型的冰期和较小的间冰期，还有两者夹杂在一起的周期，因此冰河期的成因仍然有许多的争议。但几个重要的因素已经有所共识：

大气层的组成：二氧化碳、甲烷等的浓度。

地球轨道的变化：也就是所谓的米兰科维奇循环，也可能和太阳在银河系中的位置有关系。

板块运动：板块运动造成地球表面海洋和陆地位置的变动，这会影响风、洋流、气流，造成地球能量收支上的改变。

太阳输出能量的变动：如太阳活动周期性的变动。

地月系统的轨道动力学。

大陨石的撞击：造成大气层中的尘埃增加，也可能引发火山大规模的爆发。

火山爆发，特别是超级火山的喷发。

这些因素有些会互相影响，例如，地球大气组成的变化（特别是温室气体的浓度）可能会影响到气候变化，而气候变化也会改变大气组成（例如风化作用会改变二氧化碳的浓度）

大陆板块的运动从时间尺度上与历次冰河时代匹配得较好。比较明确的几种可以减少或阻碍赤道海域暖水流向极区的大陆板块的分布：

某个大陆板块位于极区，如现在的南极洲;

极区海域几乎被大陆所包围，如现在的北冰洋;

超大陆几乎占据了整个赤道地区，如罗迪尼亚大陆在成冰纪冰河时期就位于赤道地区。

印度-澳洲板块从7000万年前开始与亚欧板块碰撞挤压，在消灭了特提斯海后，板块碰撞在4000万年前导致了青藏高原地区的上升。大约240万平方公里土地上升到雪线以上，冰雪地貌对太阳辐射的反射率比裸露地表要高70%。而且青藏高原处于中低纬度，单位面积反射的日照强度是高纬度极区冰盖的4-5倍。而且青藏隆起导致大气环流改变，中国副热带高压区的降水增多，降低了大气中二氧化碳含量。北美洲的科罗拉多高原的隆起具有类似效果。因而从1990年代起，很多研究指出第四纪变冷（Cenozoic Cooling）与这种上升构造运动有直接关系。

巴拿马地峡约在300百万年前形成，这是人类从猿进化600百万年以来地球上最重要的地质事件。巴拿马地峡的形成切断了大西洋与太平洋的热带海水交换，可能启动了第四纪冰河时期。

太阳输出能量的变动

太阳能量输出的变化至少有两种类型：

很长时间的：天文物理学家认为太阳输出的能量每10亿年会增加10%。每10亿年增加10%的能量输出，足以造成地球上温室效应的失控 － 温度的上升会使水蒸气的量增加，而水蒸气是温室气体（比二氧化碳更强的温室气体），这会造成一种恶性循环。

短期变化：有些可能会造成能量的捕获。由于太阳很巨大，计有的不平衡和负回馈的过程和影响需要很长的时间，所以这些过程会回馈过度又造成不平衡...等等。（"长时间"在这儿指的是数千年至百万年的时间。）太阳黑子的周期，如蒙德极小期（Maunder minimum），与16世纪持续到19世纪的小冰期符合得很好。

太阳能量的长期增长不是造成冰河期的原因。

最著名的短期变化是太阳黑子周期，特别是蒙德极小期，它与小冰期最冷的部分时间相关联。如同米兰科维奇循环一样，以太阳黑子的效应来解释冰河期的开始和结束会太微弱和太频繁了，但是很有可能有助于解释其中的一些温度变化。