Yaklaşık 2,6 milyon yıl önce, Pliosen-Pleistosen sınırında, Dünya'nın iklim sistemi yeni ve sürekli bir düzene girdi: Kuaterner Buzullaşması. Buzullar Kuzey Amerika ve Avrasya'yı dönemsel olarak örttü; deniz seviyeleri yüzlerce metre düştü; flora ve fauna kuşakları her döngüde yeniden dağıldı. Bu uzun soluklu baskı, yalnızca coğrafyayı değil, evrimleşmekte olan insan soyunu da biçimlendirdi.

Buzullaşmanın tetikçisi Milankovic döngüleridir: Dünya'nın yörünge eksantrikliği (~100.000 yıl), ekseninin eğimi (~41.000 yıl) ve yörünge precession'ı (~23.000 yıl) güneş ışınımının mevsimsel dağılımını düzenli aralıklarla değiştirir. Erken Pleistosen'de egemen ritim 41.000 yıllıktı; yaklaşık 1 milyon yıl önce "Orta Pleistosen Geçişi" ile bu ritim 100.000 yıla kaymaya başladı. Bu geçişin nedeni hâlâ tam olarak anlaşılamamıştır.

En son buzul maksimumu (Last Glacial Maximum, LGM) yaklaşık 20.000 yıl önce gerçekleşti: Fennoskandinavya ve Laurentide buz tabakaları birleşti; İskandinavya'nın tamamı, Britanya'nın büyük bölümü, Kuzey Amerika'nın kuzey yarısı ve Sibirya buz altındaydı. Deniz seviyesi bugünkünden yaklaşık 120 metre daha aşağıdaydı; Beringia — Asya ile Amerika'yı bağlayan kara köprüsü — açıktı ve bu yol boyunca ilk insanlar Amerika'ya geçti.

Buzul dönemleri insan evrimiyle iç içe geçer. Homo erectus'un ortaya çıkışı (~1,8 Mya), ateşin kontrolü (~1 Mya), Homo heidelbergensis'in yayılması, Neandertal ve modern insan soylarının ayrışması — bunların hepsi Pleistosen'in buzul-arası salınımları içinde gerçekleşti. Savana hipotezi: değişen iklim, Afrika'daki ormanlık alanları açtıkça atalarımız yeni besin kaynaklarına ve bipedaliteye zorlandı. Beyin hacmi artışı, taş aletler ve ateş kullanımı buzul baskısıyla doğrudan ilişkilendirilmektedir.

Pleistosen yaklaşık 11.700 yıl önce sona erdi; başlayan Holosen bugüne kadar uzanan sıcak dönemdir. Medeniyetin tamamı — tarım, şehirler, yazı — bu kısa ve kararlı iklim penceresinde ortaya çıktı.