পৃথিবীর সৃষ্টির পর থেকেই জলবায়ু সর্বদা পরিবর্তিত হয়ে চলেছে। বর্তমান সমগ্র পৃথিবীতে যে জলবায়ু অবস্থান করে অতীতে তা ছিল না। জলবায়ু পরিবর্তনের প্রমাণ গুলি হল-
১. হিমবাহের অগ্রগমন এবং পশ্চাদপসরণ
পৃথিবীর বিভিন্ন হিমবাহ অধ্যুষিত অঞ্চলে হিমবাহের অগ্রগমন এবং পশ্চাদপসরণের প্রকৃতি থেকে জলবায়ু পরিবর্তনের ইঙ্গিত পাওয়া গেছে। প্লাইস্টোসিন যুগে এশিয়া, ইউরোপ এবং উত্তর আমেরিকার হিমবাহ অধ্যুষিত অঞ্চলে হিমবাহের অগ্রগমন এবং পশ্চাদপসরণের প্রমাণ পাওয়া যায়।
২. শিলাস্তরে পলল এবং লবণের সঞ্চয়
পৃথিবীর বিভিন্ন অঞ্চলে সঞ্চিত পলিরাশি থেকে জানা যায় যে সুদূর অতীতে সেখানে কি ধরনের জলবায়ু বিরাজ করতো। এশিয়া, আফ্রিকা, আমেরিকা, অস্ট্রেলিয়া প্রভৃতি দেশের মরুভূমিতে লবনের খনির অবস্থান থেকে ওই অঞ্চলের অতীতের আর্দ্র জলবায়ুর উপস্থিতি ব্যাখ্যা করা যায়। বর্তমানে যেখানে লবনের খনি রয়েছে সেখানে অতীতে হ্রদ অবস্থান করতো। পরবর্তীতে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে জল বাষ্পীভূত হয়ে হ্রদগুলি শুকিয়ে গিয়ে সঞ্চিত লবণের স্তর লবন খনিতে পরিণত হয়েছে।
৩. জীবাশ্ম বিশ্লেষণ
বিভিন্ন ধরনের উদ্ভিদ ও প্রাণির জীবাশ্ম থেকে তখনকার প্রাকৃতিক পরিবেশ ও জলবায়ু সম্পর্কে স্বচ্ছ ধারণা করা যায়। যেমন- প্লাংকটনের জীবাশ্ম সেখানকার ক্রান্তীয় এবং উপক্রান্তীয় জলবায়ুর অস্তিত্বের নির্দেশ দেয়।
৪. সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা তারতম্য
আবহমন্ডলের গ্রিন হাউস গ্যাসের পরিমাণ বৃদ্ধির ফলে সমুদ্রপৃষ্ঠের উচ্চতা পরিবর্তন হয়। বিশ্বস্বাস্থ্য সংস্থার সমীক্ষায় জানা যায় যে, সমুদ্রের জলস্তর বৃদ্ধির ফলে বাংলাদেশ এবং ভারতের সুন্দরবন অঞ্চল জলমগ্ন হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে।