第三纪末，气候开始转凉，第四纪初期，寒冷气候带向南转移，使高纬度和高山地区进入冰期，并广泛发育冰盖或冰川。
第四纪冰期的规模很大，在欧洲，冰盖南缘可达北纬50°附近，在北美，冰盖前缘一直延伸到北纬40°以南，南极洲的冰盖也远比现在大得多，包括赤道附近在内的地区的山岳冰川和山麓冰川，都曾下达到较低的位置。中国第四纪冰川作用的范围，不仅包括东北、西北、西藏和西南等地的山地和高原，而且波及到东部山区和山麓平原。
这次大冰期，至少可分四次冰期和三次间冰期。在最大的一次冰期中，全球大陆有32%的面积为冰川所覆盖，大量的水分停滞于大陆上，致使海面下降约130米。
在第四纪冰期中，气温比现在低3~7℃左右，雪雨降量也比较大，不但高纬度地区为冰川覆盖，就是中低纬地区也出现寒冷气候，并在山区发育山岳冰川。
但是，并不象灾变论者所说的那样，生物会全部消灭。相反，从人类发展历史来看，原始人类是在第四纪冰期和间冰期的气候变化中，经过同自然界严寒的条件作激烈斗争，发展成为现代人。