توحي معظم الأدلة العلمية أن كوكب الأرض وبقية النظام الشمسي قد تكون قبل حوالي 4.5 مليون عام. في ذلك الوقت كان سطح الأرض عبارة عن صخر مصهور حار جدا بالنسبة للمحيطات ولذلك فإن من الواضح أن سطح الأرض قد برد شيئا فشيئا منذ تكونه.
إضافة إلى الحرارة منذ تشكل الكوكب ، ما زالت الأرض تتعرض للتسخين باستمرار بفعل انحلال العناصر النشطة إشعاعيا وعبر احتكاك مواد اللب الكثيفة التي تغور نحو مركز الكوكب . أما الغلاف الجوي وسطح الأرض فهو مسخن سلفا بواسطة الشمس .
رغم كل هذه المصادر للحرارة، يقدر أن الأرض تبرد ببطء شديد بين 50 و100 درجة مئوية لكل مليار سنة . ويضيع مقدار كبير من الحرارة عند حدود الصفائح التكتونية و"البقع الساخنة" حيث تتواجد البراكين والمعالم المتصلة. وتفقد الحرارة بسرعة كذلك ، تلك المتولدة بسبب انحلال العناصر النشطة إشعاعيا في القشرة القارية. يحدث فقدان الحرارة أولا في الغلاف الجوي ثم في الفضاء .
بالرغم من أن كوكب الأرض يبرد ببطء شديد كمتوسط ، إلا أنه كانت هناك تغيرات قصيرة الأجل كثيرة في درجة الحرارة السطحية العالمية خلال تاريخ الأرض ، بما في ذلك الحلقة الحالية من التسخين العالمي، الذي يعمل على تسخين المحيطات والغلاف الجوي. يبدو أن هذه التباينات مرتبطة بغازات البيوت الزجاجية مثل ثاني أكسيد الكربون (co2) وتمنع غازات البيوت الزجاجية الموجودة في الجو على منع الحرارة من النفاذ نحو الفضاء. تبقى الاختلافات الناجمة عن أحداث التسخين العالمي تلك آلاف السنين وهو زمن طويل بالنسبة لنا، لكن قصير جدا مقارنة بعمر الأرض .