全球氣候變化與人類生產、生活和社會經濟發展息息相關。理解和把握全球氣候演變趨勢及規律，不僅是人類預測未來社會發展的需求，也是各國製定社會經濟發展規劃的重要依據。對地質曆史時期全球氣候變化過程及規律的認識是理解現今氣候演變趨勢的基礎。因此，對地質曆史時期全球氣候演變過程的研究已成為國際上的熱點問題之一。
與人類關係最密切的是新生代以來的全球環境變化。古海洋和古氣候的研究表明，在新生代全球氣候變冷過程中有3個重大變冷轉折時期，在每個轉折時期全球氣溫都下降了2～3℃。第1個轉折發生在漸新世（約3600萬年前），第2次發生在中新世（約1400萬年前），第3次發生在上新世（約300萬年前）。此外，在中中新世（約1600萬年前）和中上新世（320萬～480萬年前）出現2次溫暖時期。在前一個暖期，極地與熱帶溫差較小。在後一個暖期，北半球海水的平均溫度比現在高1.4℃，全球海平麵上升20～40米。
白堊紀至古近係早期，位於我國西南部與古地中海溝通的喜馬拉雅海和位於西部的塔裏木海灣不斷消退，造成白堊紀以來殘存的海相盆地逐漸轉變成陸相沉積，由此開始，青藏高原逐步形成。在我國東部，邊緣海陸的變遷也使海相地層過渡為陸相沉積。這些重大的海陸變遷以及全球性氣候變化，使我國新生代以來的古地理、古環境和古氣候發生重大改變。與世界大多數地區一樣，白堊紀以來的中國環境和氣候的改變對植物演化和植被演替產生了深刻影響。白堊紀晚期發育的被子植物的部分科屬在進入新生代以後消失，僅少數類群延續下來。而在新生代早期發展起來的被子植物的科屬大部分繁衍至今，從而可以根據現代相關植物的資料推測新生代各個時期的植被及氣候。
古新世至始新世早期，我國的西藏地區與印度之間有古地中海相隔，我國西部也由於特爾蓋海峽的存在而瀕臨海洋，氣候比較濕潤。我國此時的氣候區劃呈緯向帶狀分布，北部和南部溫暖濕潤，而中部相對幹旱。處在這個時期的我國地形基本上是東高西低（汪品先，2005）。至漸新世時期，由於特爾蓋海峽消失，我國西部氣候開始變幹。
中新世時期是全球氣候演變的關鍵時期，也是我國地形發生巨大改變的時期。青藏高原的加速隆升無疑是這個時期全球地質和氣候事件中最受矚目的。青藏高原的形成改變了我國東高西低的地勢格局，也改變了我國所處的緯向行星風係的大氣環流局麵，形成主要受季風影響的氣候格局。在這個時期，由於我國西部海域的消失，歐亞大陸連成一片，其結果是內陸地區大陸性氣候加強，由大陸和大洋的對比關係誕生了我國的季風環流體係，夏季海洋氣團帶來大量降水，而冬季侵入的強勁北部氣流造成幹旱和寒冷。
東亞季風的作用在於加強南北地域之間的溫度差異。由於冬季極地和西伯利亞的低溫效應，冷氣團由高緯度向低緯度地區侵入，造成南北向水平氣溫梯度在南部地區偏小，而在北部地區偏大。根據已有的東亞化石植物所反映的氣溫變化曲線，從始新世到漸新世，氣候變得稍冷一些；到中新世，氣候變暖，但為時很短，接著氣候又呈變冷趨勢。晚漸新世、早中新世和晚中新世氣候變涼現象是全球性的。發生在中新世時期的喜馬拉雅山造山運動十分強烈，古地中海完全消失，東亞大陸性氣候變化更為劇烈，其中熱帶氣候要素顯著減弱，或其影響範圍向南遷移。我國東部和藏北所發現的中新世地層中的植物以及孢粉組合主要為溫帶落葉林和針闊葉混交林。喜山期的造山運動使青藏高原逐步屹立於西風帶內，影響和阻礙西風東進；與此同時，高原以東地區的冬夏季風活動頻繁，造成我國東部各種氣象要素的複雜性。我國上新世和第四紀的植被和氣候，從大的格局上看，具有現代色彩，或者說是現代的雛形，而第四紀冰期和間冰期的交替變化對於人類的生存和發展產生了巨大影響。