地球上为什么会出现大冰期呢?科学家们认为,天文因素可能是大冰期周期性出现的原因之一.太阳系在银河系中的运行,银河系空间物质的疏密不同,太阳系经过星际物质的稠密地段时,太阳光热辐射的传导受阻,地球接受日光能较少,因而出现冷的周期.也有学者认为,太阳运行到距银河系中心最近时,亮度也会变小,使行星变冷.太阳最绕银心一周的公转周期是大约是3亿年左右,不管上述假说哪个正确,太阳绕银河公转一周,行星会变冷一次,由于地球表面多水,在这一周期到来时便会产生一次大冰期.应当指出,这3亿年的周期与元古代未期（震旦纪）、石炭—二叠纪及第四纪这3次大冰期的时间间隔是基本吻合的,故此假说基本成立.但在震旦纪以前相隔若干个3亿年却没有或没有确切发现冰碛层证据,这是为什么呢?科学家们认为,这也许与古老岩层的深变质作用有关.
还有人认为这是因为地球轨道的变化,使得全球各地、各季所获得的太阳辐射量发生了相应的变化.而太阳能几乎是地球表层热量的唯一来源,于是气候便随之而发生变迁了.