自六十年代以来，通过多次科学考察，我国科学工作者已掌握了大量资料和证据。论述了近2～3百万年来，青藏高原的隆起过程、幅度，以及高原隆起引起的自然生态环境变化，再现了青藏高原隆起过程的古环境及古气候演变。
大量古生物、古冰川、地质、地貌方面的证据表明，距今2～3百万年以来，青藏高原与全球的气候波动一样，也曾经历了多次的冷暖更替。也就是经历了人们熟知的冰期及间冰期。冰川及古生物学家，根据古生物化石、植物孢子花粉和历次冰期古冰斗的下降高度，奇迹般地恢复了各次冰期及间冰期的古气温（表15），并与现今多年冻土地区的气温对比，论证了距今2～3百万年以来，青藏高原多年冻土的存在及历史演变，著名的英国地质学家赖尔有句名言，就是“现在是了解过去的关键”，意思是要以今论古，赖尔就是用这个办法，解释了自然界中各种地质现象及自然环境的变化，后人称这个方法为赖尔原理。
冻土科学工作者，通过野外实地考察发现，现在青藏高原多年冻土下界处的年平均气温一般是-2～-3℃。也就是说，青藏高原，西部高山多年冻土的形成和存在，起码年平均气温要低于-3℃。在年平均气温低于-3℃的情况下，才能使地表在一年内的散热大于吸热，而形成隔年冻土层，并逐渐产生积累多年冻土。
由表15中看出，距今2～3百万年以来，各次冰期气温都大大低于这个数值。如果我们以年平均气温-3℃来衡量过去各次寒冷期冻土是否存在，回答显然是肯定的，距今2～3百万年间的历次寒冷期，青藏高原及西部高山曾经形成过多年冻土。从对比古今年平均气温来看，当时的多年冻土分布及发育规模远大于今天。尤其是中更新世聂聂雄拉冰期，年平均气温比现在平均低10度多，是第四纪以来多年冻土分布范围最大的一次冰期。但是，聂聂雄拉以前的寒冷期形成的多年冻土，因当时高原隆起高度除个别山地外，一般不超过3000米，加上帕里和加布拉间冰期气温强烈回升而融化殆尽。从现在高原上保留的数层棕红棕黄色古土壤来看，说明高原过去的确曾有过湿热的气候环境。加布拉间冰期年平均气温高达10℃以上，相当于现在河北、山西、山东、辽宁南部的气候条件。显然，中更新世聂聂雄拉冰期以前形成的多年冻土是不可能存在的。
表15 青藏高原多年冻土地区第四纪以来各时期年平均气温（℃）
项目 寒冷时期 | 雪线平均降低高度 （米） | 古今温差 （℃） | 昆仑山 | 楚玛尔河高平原 | 风火山 | 沱沱河高平原 | 唐古拉山 | 安多 | 黄河源地区 （高原东部） |
现今 | 0.0 | -3.2 | -5.6 | -6.3 | -4.2 | -4.0 | -3.0 | -4.0～-4.9 | |
现代温暖期 | 2.0 | -1.2 | -3.6 | -4.3 | -2.2 | -2.0 | -1.0 | -3.0～-2.9 | |
新冰期 | -1.4 | -4.6 | -7.0 | -7.7 | -5.6 | -5.4 | -4.4 | -5.4～-7.0 | |
亚里期 | 4.0 | 0.8 | -1.6 | -2.3 | -0.2 | 0.0 | 1.0 | 0.3～-1.6 | |
珠穆朗玛冰期 | 100 | -6.0 | -9.2 | -11.6 | -12.3 | -10.2 | -10.0 | -9.0 | -10.0～-11.0 |
加布拉间冰期 | 16.5 | 13.3 | 10.9 | 10.2 | 12.3 | 12.5 | 13.5 | -11.6～-12.5 | |
聂聂雄拉冰期 | 1900 | -11.4 | -14.6 | -17.0 | -17.7 | -15.6 | -15.4 | -14.4 | -15.4～-16.3 |
帕里间冰期 | 9.0 | 5.8 | 3.4 | 2.7 | 4.8 | 5.0 | 6.0 | 4.0～5.0 | |
希夏邦玛冰期 | 1300 | -7.8 | -11.0 | -13.4 | -14.1 | -12.0 | -11.8 | -10.8 | -11.8～-12.7 |
最近几万年，高原隆升达到4,000米以上。随着全球气候的波动，青藏高原进入珠穆朗玛冰期，气候再度变得寒冷，高原多年冻土又重新生成。大约距今2～3万年，珠穆朗玛冰期达到最冷时期，当时的高原气温比现在平均低5～7度。多年冻土逐渐向高原四周扩展，在青藏公路线上，岛状多年冻土北界到达纳赤台（海拔3800米），比现在冻土的北下界低400～500米；岛状多年冻土南下界到达羊八井，北纬30度一带。在青藏高原东部，阿尼玛卿山以西，巴颜喀拉山以北，现在是岛状冻土分布的黄河源地区。那时，冻土曾经连续分布，冻土厚度及发育规模都相当可观。1988年6～9月，在扎陵湖和鄂湖附近钻探时，发现地表下19.5～24.3米深处存在4米多厚的纯冰层。现在，这里的冻土厚度只有10米左右。显然，埋藏这样深的纯冰层不是现时气候条件的产物，而是地质历史时期寒冷气候环境下所形成的。经C14年龄测定，纯冰层上下的松散土层年龄为距今3.5～4.5万年，说明纯冰层确属晚更新世珠穆朗玛冰期多年冻土扩展时的产物。黄河源头扎陵湖和鄂陵湖附近纯冰层的发现，一定程度上向人们展示了珠穆朗玛冰期时多年冻土的分布及发育程度。
此后，距今0.3～1.0万年间，随着全球气候变化，青藏高原的气候逐渐变暖而进入全新世气候最宜期，在青藏高原称亚里气候温暖期。由表15可以看出，当时的气温比现在平均高4℃左右。因此，珠穆朗玛冰期形成的冻土又开始融化，但没有融化完，有人根据当时的气温及有关资料作过推算，珠穆朗玛冰期形成的冻土，由上而下融化了15米左右。此间，冻土层受来自地中的热流作用，自下而上融化也是必然的。限于资料不足，冻土自下而上融化多少还不清楚。
进入距今1500～3000年间，气候又开变冷，但气温下降幅度比以前几次寒冷期要小得多。当时气温大约比现在低2℃左右，冰川学家称这个寒冷期为新冰期。此时，珠穆朗玛冰期形成冻土的上部融化层又重新冻结。冻结了多厚呢？人们根据已有资料作过估算，大约自下而上冻结了30米左右。近20年来，在青藏高原多年冻土区打了几百个钻孔，从未发现冻土层中夹有融化层的现象。它说明气候最宜期融化的冻土，在新冰期时又完全回冻了。同时也表明，珠穆朗玛冰期形成的冻土，最宜期自下而上融化了15米左右，新产期时又回冻了30米的估算至少目前还是站得住脚的。
距今1500年以来，气候又有波动，大约距今1500～700年间，气温比现今稍高，距今400～200年间，气温比现在稍低。人们称前者为现代温暖期，后者为现代小冰期。这个阶段由于高原的隆升已达到现时高度，气温的垂直地带性变化远远大于全球气候波动的影响。气温波动未能改变已形成冻土层的分布状况。
以上论述使我们得出这样一个结论，即随着高原的不断隆起及全球气候的波动，高原冻土经历着生成与消亡、退化与发展的复杂历史过程；高原腹部地区现存的多年冻土层主体是在珠穆朗玛冰期形成的，3000年以来的新冰期又使其加积；高原东部边缘地区，尤其是下界附近的冻土层是3000年来新冰期的产物。
