我們說現代正處在第四紀太冰期中，其實，第四紀大冰期中的氣候也有很大的變化，曾經出現幾次亞冰期和亞間冰期。變化的時間短則幾千年，長則幾萬年或十幾萬年。
在20世紀初，地質學家根據阿爾卑斯山區的資料，確定那裏存在4次亞冰期的規律。這就是：群智亞冰期、民德亞冰期、裏斯亞冰期和武木亞冰期。在這些冰期之間是亞間冰期。以後在北歐、北美、亞洲等地也紛紛找到了對應的亞冰期。在我國對應的亞冰期是：鄱陽亞冰期、大姑亞冰期、廬山亞冰期和大理亞冰期。
在第四紀的冰期中，仍然有寒冷和溫暖更替。在寒冷時期，雪線高度下降，冰川前進，出現亞冰期，以民德（我國為大姑）亞冰期和裏斯（廬山）亞冰期的冰川規模最大，群智亞冰期規模最小。在溫暖時期，氣溫升高，雪線高度上升，冰川退縮，出現亞間冰期。民德—裏斯（大姑—廬山）亞間冰期長達17萬～18萬年。在第四紀大冰期，高緯度氣溫的急劇下降，導致兩極地區形成永久冰蓋；在亞冰期，冰川一直伸展到中緯度，在亞間冰期才退縮到高緯度。
根據科學研究發現，從亞間冰期向亞冰期過渡時，氣候常呈漸變形式，其中沒有清楚的界線。從亞冰期向亞間冰期過渡時，氣候常呈突變形式，兩者之間有明確的分界線。科學家們稱為終止線。在距今1.1萬年前後出現了一條終止線，標誌著最近一次亞冰期結束了，隨之而來的是一次新的亞間冰期，氣候由冷增暖。
在第四紀大冰期中，為什麼會有亞冰期和亞間冰期的更替呢？按照南斯拉夫氣候學家來蘭柯維奇在20世紀30年代提出的理論，是由於地球軌道3要素的自然小波動造成的。地球軌道3要素是指：地球軌道的偏心率、地軸的傾斜度和春分點的位置。
地球繞太陽公轉的軌道是一個橢圓，太陽位於橢圓的一個焦點上。這樣，地球處在軌道的不同位置，距離太陽的遠近就不相同，獲得的太陽輻射能量就有差異，如冬季在遠日點，夏季在近日點，冬季就寒冷而漫長，夏季炎熱而短促。地球軌道現在的偏心率是0.164，但是偏心率在0.00～0.06的範圍內變動。它的變動周期約為96000年。偏心率的變化影響日地距離，從而影響太陽輻射強度，導致影響地球上的氣候。
地球在春分點處在地球公轉軌道上的什麼位置，將影響季節的起止時間，也會使近日點和遠日點的時間發生變化。地球在春分點的位置，是沿著地球公轉軌道向西緩慢地移動，大約每21000年，春分點的位置在地球公轉軌道上移動1周。春分節氣的時間，每隔70年就要推遲1天。現在北半球夏季遠日，冬季近日，夏季比冬季長8天。大約10000年後，就會變成冬季遠日，夏季近日，冬季反而會比夏季長8天。就是說，不太冷而且短促的冬季，將會變成寒冷而漫長的冬季。
地軌傾斜又稱黃赤交角，是地球上產生四季的原因。地軌傾斜度的變化，會導致回歸線和極圈的緯度發生變化，從而改變地球上的季節。地軌傾斜使回歸線在緯度22.1°～22.4°之間變化，使極圈在67.9°～65.76°之間變化。變動的時間周期41000年。地軌傾斜度增大時，回歸線緯度升高，極圈緯度降低，高緯度的年太陽輻射總量增加，冬寒夏熱、氣溫年較差增大，低緯度的年太陽輻射總量減少。地軌傾斜度減少時，高緯度冬暖夏涼，氣溫年較差減少，夏季溫度低更有利於冰川發展。
曆史時期的氣候變化
從第四紀更新世晚期，距今1.1萬年前後開始，地球從第四紀冰期中的最近一次亞冰期，進入到現代的亞間冰期，人們也稱之為冰後期。這一段時間大體上相當於人類進入到有文字記載的曆史時代。關於這時期的氣候，挪威的冰川學家曾做出近10000年來的雪線升降圖，說明雪線升降幅度並不小，表明冰後期以來，氣候有明顯的變化。中國有悠久的曆史記載，竺可楨將這些記載加以整理分析，發現我國在5000多年來的氣候有4次溫暖期和4次寒冷期交替出現。