気候
地球の気候は温暖化と寒冷化を繰り返しており、300万年前に始まった第四紀においては、4万年から10万年の周期で寒冷化した氷期と温暖化した間氷期が交互に繰り返されてきた。直近の氷期は最終氷期と呼ばれ、7万年前〜紀元前10000年頃まで続いた。最も寒冷だった最終氷期最盛期（LGM、2万年前）には海面は現在よりも120m低く、ユーラシア大陸と北アメリカ大陸はベーリング陸橋で陸続きだったほか、東南アジアの多くの島々や日本列島がユーラシア大陸と陸続きだった。ローレンタイド氷床（北アメリカ）やスカンジナビア氷床（ヨーロッパ）など、氷河が大きく南進していた。その後気候は現代まで続く間氷期に入ったため急速に温暖化し、紀元前5000年〜紀元前3000年ごろにかけての完新世の気候最温暖期（ヒプシサーマル）には北半球は平均で現在よりも2℃程度暖かかった。アフリカではサハラ砂漠の大半が緑に覆われオーストラリアも降水量が多かった一方、アメリカ中西部や南アメリカのアマゾンでは降水量が少なかった。日本でも海水面が現在より3〜5m高い縄文海進が起きていた。
K-Pg境界
中生代を通じて地球の気候は温暖であった。当時の爬虫類の分布から想定して、平均気温は現在より10 - 15℃程度高かったと考えられる。原因として大気中の二酸化炭素の濃度が現在よりも高く、温室効果が大きかった事があげられる。中生代は火山活動が比較的活発で、火山ガスによって二酸化炭素が大量に大気中へ供給された。中生代の二酸化炭素濃度は現在（約0.04%）の10倍以上あったと推定されている。中生代に繁栄した恐竜を代表とする生物種は、この高温に適応した生物であった。しかし白亜紀末期には気温が徐々に低下し始めており、隕石落下前の地層から発見される化石では、大型恐竜やアンモナイト類の種の数が減少していた。それでもまだ現在より温暖で、南極・北極ともに氷河は形成されていなかった。K-Pg境界では、この温暖な時代の浅海に巨大隕石が落下した。