单一代用记录未必代表全球平均气候，地球能量收支影响长期平均温度状态，负反馈能够减弱初始扰动带来的变化

古气候代用指标需要经过现代过程校准。单一代用记录未必代表全球平均气候。厄尔尼诺涉及热带太平洋海气耦合异常。拉尼娜通常对应相反方向的热带太平洋异常。南方涛动描述热带太平洋相关气压变化。海气耦合使远处地区天气也受到影响。气候内部变率可以造成多年尺度波动。长期趋势与内部变率能够同时影响观测结果。

火山喷发可产生持续一段时间的气候扰动。太阳活动变化也属于气候外部影响因素。轨道参数变化影响季节和纬向太阳能分布。冰期与间冰期反映较长时间尺度的气候转换。冰芯气泡能够保存古代大气组分信息。冰芯同位素提供古温度相关线索。树轮可以记录部分地区的生长环境变化。珊瑚骨骼化学能够反映海水环境历史。

气候系统包括大气海洋冰雪陆地与生物。太阳辐射为气候系统提供主要外部能量。地球能量收支影响长期平均温度状态。行星反照率表示反射太阳辐射的总体比例。冰雪覆盖通常具有较高的太阳反射率。冰雪减少会增强吸收并形成正反馈。负反馈能够减弱初始扰动带来的变化。水汽反馈与温暖空气容纳更多水汽有关。