近代的氣候變化是以冷暖轉換和乾溼交替為其主要特徵的，氣溫的升降起伏，降水量的多少變化是相當頻繁的。以溫度為例，在“小冰期”之後，大約在1850～1940年之間，地球的平均氣溫升高0～6℃，1940~1970年之間，地球平均氣溫約下降0~3℃。

20世紀初的40年出現世界範圍的增暖現象，在北極最突出，如巴倫支海水面溫度1919～1928年比1912～1918年高出8℃，因而在30年代時巴倫支海出現過許多以前根本沒有過的喜熱性魚類。這種增暖現象到40年代達到頂點。此後，世界氣候變冷，以北極為中心的北緯60°以北，氣溫愈來愈冷；進入60年代以後，高緯度地區氣候變冷的趨勢也很明顯，如1968年冬，冰島和格陵蘭島竟被冰塊連線起來。中國氣溫變化的趨勢，基本上和全球平均氣溫演變趨勢一致，轉折點在40年代。從40年代末開始直到現在，中國氣溫總的趨勢是不斷下降。

從現在起，世界氣候和過去二三十年的氣候相比會不會有多大變化呢？答案不盡相同。在國外有些氣候學家設想20世紀40年代開始的變冷趨勢還會繼續下去，認為目前異常氣候的頻繁出現是氣候惡化的一種徵兆，它意味著冰河期或小冰河期即將到來；但另一些氣候學家則認為，由於工業高速發展，大氣中二氧化碳含量不斷增加，世界正進入一個迅速轉暖的時期，並且推測，將出現全球氣溫升高、中緯度地區乾旱、兩極冰雪融化、海平面上升和海水淹沒沿海平原等現象。而中國氣候學家根據歷史氣候變化規律分析，認為當前氣候變化雖然比較突出，但仍屬一般性波動，不會導致持續冷化或乾旱化。當前出現的一些異常氣候均未超出歷史上曾經出現過的嚴重程度，不能把這種氣候異常看成是趨勢性的氣候變化的開始。美國的一些氣候學家認為，未來的氣候條件和過去30年的平均狀況很可能差不多。但大多數人傾向於未來全球溫度，特別是高緯度地區，將有一個小的增溫。