Príčiny zaľadnenia severnej hemisféry koncom kenozoika (obdpbie začínajúce sa pred 6,5 mil rokov a trvajúce až do súčasnosti) a vznik glaciálnych období v dejinách našej planéty neboli dodnes uspokojivo vysvetlené, hoci existujú viaceré vedecké hypotézy. Ako prvá z možných príčin sa uvádza zmena v intenzite slnečného žiarenia. Väčšina vedcov sa však v súčasnosti prikláňa k názoru, že tieto výkyvy nemohli byť natoľko podstatné, aby sa stali dôvodom na zaľadnenie planéty. Málo pravdepodobnou sa zdá aj predstava, že globálne ochladenie možno vysvetliť zmenami koncentrácie kozmického prachu. Ďalšia teória hovorila o Milankovićových orbitálnych cykloch (v zmene klímy zohrávajú významnú úlohu výchylky parametrov rotácie a obehu našej planéty okolo Slnka, tieto sa opakujú každých 20-40 tisíc rokov a závisia od vychýlenia zemskej osi, zhodujú sa vlastne s cyklami zaľadnenia Zeme), avšak nezohľadňovala fakt, že k nim dochádzalo počas celej histórie Zeme, bez ohľadu na to, či sa Zem nachádzala v glaciálnom, alebo interglaciálnom období vývoja.
Veľký význam pre tvorbu klímy mohli mať zmeny v cirkulácii oceánskych vôd a putovanie kontinentálnych dosiek po rozpade prakontinentu Pangea. podľa tejto predstavy mohli vodné masy pôvodne voľne prúdiť po celom obvode prapevniny a tak udržiavať teplotnú rovnováhu Zeme. Po rozpade Pangey a po prskupení kontinentálnych dosiek malo dôjsť k značnej izolácii jednotlivých oceánskych a morských byzénov, k sťaženiu cirkulácie vôd a tým k ochladeniu severnej pologule. Ukázalo sa však, že Zem sa zaľadnila ešte pred rozpadom Pangey, čo spochybňuje vplyv jej rozpadu na dramatickú zmenu klimatických pomerov.
Katastrofálne prírodné požiare môžu viesť len ku krátkodobým zmenám v zložení atmosféry a nemôžu byť vysvetlením pre dlhodobé zaľadnenie.
Niektorí vedci predpokladajú, že nástup zaľadnenia môže súvisieť so znečistením atmosféry sopečnými plynmi a popolom. Takéto znečistenie mohlo blokovať slnečné žiarenie v atmosfére. Podobné javy sú známe aj z ostatných storočí. Po erupcii sopky Krakatoa roku 1883 bol zaznamenaný globálny pokles teplôt o 0,5 °C a ochladenie trvalo celých 10 rokov. Ešte dramatickejšie dôsledky mala erupcia sopky Tambora v Indonézii roku 1815, ktorá spôsobila na celej severnej hemisfére známe „leto bez leta“. Roku 1982 mexický vulkán El Chichón nevychrlil síce do atmosféry nadmerné množstvo sopečného popola, ale zato nezvyčajný objem sírnatých plynov, ktoré spôsobili kyslé dažde na celej planéte.