Klimatet är de genomsnittliga väderförhållandena som påverkar en region under en längre tidsperiod. FNs klimatpanel har slagit fast att människans utsläpp av växthusgaser från förbränning av fossila bränslen är den enskilt viktigaste orsaken till dagens klimatförändringar. 

Parallellt med den pågående globala uppvärmningen som människan orsakar påverkas klimatet också av naturliga faktorer. Dessa påverkar klimatet i olika tidsperspektiv, från månader till miljontals år. Ett naturligt fenomen som ger relativt kortvarig effekt på klimatet är vulkanutbrott. I ett längre tidsperspektiv påverkas klimatet av förändringar i jordens rörelsemönster kring solen och jordens lutning kring sin egen axel. Dessa förändringar sker cykliskt och löper över tiotusentals till hundratusentals år. På ännu längre tidsskalor påverkas klimatet av hur kontinenterna förflyttas över jordklotet genom kontinentaldrift, vilket sker under miljontals år.

Spåren från gångna variationer i klimatet finns lagrade i så kallade naturliga arkiv. Genom att tolka signalerna i dessa naturliga klimatarkiv kan vi skaffa oss en bild av de variationer som har skett. På så sätt kan vi få en bättre förståelse för klimatprocesserna och hur de naturliga variationerna kommer att samverka med dagens globala uppvärmning. 

De längsta klimatarkiven hittas i områden där avlagringar under långa tidsperioder har kunnat avsättas mer eller mindre ostört. Sådana platser finns till exempel på botten av oceanerna där sediment har kunnat avsättas ostört under många miljoner år. Även isarna på Grönland och Antarktis visar spår av långsamma klimatvariationer. De lite snabbare variationerna kan bland annat studeras i sjösediment, torv, årsringar i träd eller droppstenar från kalkstensgrottor.