古氣候學原則是第四紀全球性或大區域性氣候的冷暖(或於濕)旋國變化既有時間先後,又有一定的發展趨勢特徵,因此可以作為第四紀絕層劉分對比的原則。具體方法是,在沉積制面中利用多種冷暖(或乾混)氣候標誌的交著出現劃分氣候地層,或者利用冰川谷與河谷組成的谷中谷地貌、終鹼堤的排列與破壞情況劃分地層,四紀植物孢粉組合,可以作為所劃分氣候地層的主要輔助證據。
19世紀早期,古氣候的研究材料主要來源於歐洲和北美。由於當時北美前寒武紀晚期冰川沉積尚未發現,所以認為整個地質時期的氣候都是溫暖的,直到第三紀氣候才開始變冷,到第四紀更新世出現冰川。把高緯度地區指示溫暖氣候的沉積與化石,認為是熱帶或亞熱帶氣候曾達到極地附近的證據。