中国历史上气候的变迁，不仅具有明显的时间差异性和空间差异性，同时由于两种差异性的交互运行，对中国社会历史的发展产生了多方面的深刻影响。
一、时间差异性
气候包括气温和干湿状况两大基本要素，研究历史气候也必须从这两方面着手。著名科学家竺可桢先生的《中国五千年来气候变迁的初步研究》论文，系统地总结了中国气候变迁的基本规律，表现在五千年来温度变化上，可以明显地总结出四个温暖期和四个寒冷期。
1．第一个温暖期从公元前3000年到公元前1100年，即仰韶文化时期到殷商时代。甲骨文记载当时安阳人种水稻是阴历二月下种，比现在早一个多月。北京附近的泥炭层分析表明，五千年前那里生长着大量的阔叶林，代表着相当温和的气候。
2．第一个寒冷期从公元前1000年到公元前850年，即西周寒冷期。《竹书纪年》记载周孝王时长江、汉水冻结的情况，说明当时的气候比现在寒冷。
3．第二个温暖期从公元前770年到公元初年，即东周到秦汉温暖期。《春秋》中有鲁国“春正月无冰”、“春二月无冰”、“春无冰”等多次记载。《荀子·富国篇》和《孟子·告子上》载齐鲁地区农业种植一年两熟。
4．第二个寒冷期从公元一世纪到公元600年，即东汉南北朝寒冷期，这个寒冷期以公元4世纪前半期达到顶点。《资治通鉴》载晋成帝初年，渤海湾从昌黎到营口连续三年全部结冰，冰上可往来车马及几千人的大部队，年平均气温比现在低2—4℃。
5．第三个温暖期从公元600年到公元1000年，即隋唐时期，其间公元650、689、678年冬季，长安无雪无冰，当时气候温暖可见。
6．第三个寒冷期从公元1000年到1200年，即两宋时期，此间公元1111年太湖全部结冰，冰上可以通车，1110年、1178年福州荔枝两度全部冻死。
7．第四个温暖期从公元1200年到1300年，即宋末元代温暖期。1225年，道士丘处机在北京长春宫作《春游》诗云：“清明时节杏花开，万户千门日往来。”说明当时北京气候比现在温暖。
8．第四个寒冷期从公元1300年到1900年，即明清严寒期。此间，1329年太湖结冰厚达数尺，橘尽冻死。1493年，淮河流域降大雪，从当年九月降至次年二月方止。洞庭湖变成“冰陆”，车马通行。
五千年来，我国气候四个温暖期与四个寒冷期交替变迁，其时间上的差异性是非常明显的。