Кінець льодовикового періоду (плейстоцен), який розпочався останнім теплим міжльодовиковим періодом (12 000/10800 рр. до н. е.) і увінчався швидким потеплінням близько 8300 р. до н. е., призвів до радикальної зміни клімату та природного середовища Землі. Танення льодовиків призвело до вивільнення величезної кількості води, яка поступово затопила континентальні шельфи, в результаті чого берегова лінія досягла свого теперішнього розміру близько 5000 року до нашої ери. У той же час – в результаті більш інтенсивного випаровування – кількість води в атмосферному циклі надзвичайно зросла, збільшивши кількість опадів. Підвищення температури і вологості сприяло розширенню рослинного і тваринного світу як до полюсів, так і до екватора.
Регіоном західної ойкумени, де підвищення рівня моря викликало найбільші зміни, була Європа, де Північне море відрізало Британські острови від материка та затопило міст між Скандинавією та Ютландією, перетворивши прісноводне озеро Анкіл на Балтійське море. У Середземноморському басейні танення льодовиків викликало менші зміни: найважливішим було відокремлення Малої Азії від Балкан. У Передній Азії Перська затока, досягаючи в плейстоцені Ормузької протоки, увірвалася в западину між Загросом і Аравійським масивом. У 2-му тисячолітті він досяг приблизно 200 км вглиб сучасної суші: наприкінці кліматичного оптимуму голоцену в 5-му тисячолітті, коли процес утворення алювію був менш розвиненим і рівень моря був на 2 м вищий, ніж сьогодні, він досяг навіть далі.
На відміну від підвищення рівня моря, яке є рівномірним по всій земній кулі, зміни клімату та навколишнього середовища в різних регіонах відбувалися під впливом багатьох факторів і відбувалися з різною швидкістю. Наслідки збільшення інтенсивності сонячного випромінювання вперше були відчутні в басейні Середземного моря; Вирішальне підвищення річних температур і особливо опадів, а також пов’язані з цим зміни в природному середовищі почалися в 10-му тисячолітті, на тисячу років раніше, ніж у Передній Азії. У Європі, де стійкий льодовиковий покрив і вічна мерзлота надовго нейтралізували підвищення температури, початок голоцену відбувся лише в другій половині 9 тисячоліття, коли сонячна радіація досягла максимуму. Подібні відмінності у реакції окремих регіонів на фактори, що викликають зміни навколишнього середовища, можна помітити під час їх входження в період післяльодовикового кліматичного оптимуму (атлантичний період), коли середня температура була вищою, ніж сьогодні (в Європі приблизно на 2 °C), при значно вищій вологості . У Середземноморському басейні це почалося на поч VIII тисячолітті в континентальній Європі та північній зоні Передньої Азії у другій половині ст. VII тисячоліття.
Кліматичний оптимум тривав приблизно до 3500 року, поступившись місцем фазі голоцену, яка триває й сьогодні, особливістю якої, окрім загалом дещо нижчих температур, є послідовність прохолодніших і вологіших періодів, а також тепліших і посушливіших періодів. Оскільки різниця в середній кількості опадів між «вологим» і «сухим» періодами може бути дуже незначною, ці варіації мали мінімальний вплив на навколишнє середовище в центрах кліматичних зон із великою кількістю опадів. У Західній Європі та Середземному морі. екосистеми, характерні для цих територій, що склалися в період кліматичного оптимуму, поки надані самі собі, без втручання людини, залишилися практично незмінними донині. В інших місцях навіть незначне зниження або підвищення температури та кількості опадів інколи спричиняло значні зміни в навколишньому середовищі.
У континентальних субтропіках після проходження кліматичного оптимуму наслідки кліматичних коливань особливо відбилися на рівнинах біля підніжжя гір. У періоди сильних опадів ця зона являла собою пишний степ, зрошуваний дощами та сезонними (іноді постійними) водотоками; у посушливішому переходила в сухий степ або напівпустелю. Найбільш вражаючі зміни в епоху голоцену відбулися в областях, що лежать в континентальному тропічному поясі. Ці території, північна Африка нижче Середземного моря та південна частина Південної Азії, тобто, по суті, Аравійський півострів, є майже повністю пустелею або напівпустелею. На останньому етапі плейстоцену, коли значна частина води на Землі була захоплена льодовиками, ці території були ще сухішими, ніж сьогодні. Кліматичні зміни тут почалися найраніше, в останній міжльодовиковий період. У 10-му тисячолітті сучасна Сахара була здебільшого саваною, а річки, що течуть з лісистих плато в її центер створили біля їхнього підніжжя величезні озера, останнім залишком яких є озеро Чад. Подібних змін зазнав і Аравійський півострів. У період кліматичного оптимуму (7000 / 6000-3500) Сахара була скорочена до вузького поясу, який з перервами тягнеться від Атлантики до Нілу. Вступ у більш посушливу кліматичну фазу мав катастрофічні наслідки для регіону: процес опустелювання протягом кількох століть перетворив більшу частину внутрішньої частини Північної Африки та Аравійського півострова на гігантські безводні пустелі.
Наприкінці четвертого тисячоліття клімат відносно стабілізувався. Тим часом, однак, із появою землеробства та скотарства діяльність людини почала відігравати все більшу роль у змінах навколишнього середовища. У деяких областях вона свідомо робила повну зміну екосистеми; прикладом може служити комплексне зрошення великих алювіальних рівнин Нижньої Месопотамії, По і долини Нілу. Наслідки найпоширенішої зміни навколишнього середовища – знищення природних рослинних угруповань для отримання землі для обробітку та випасу – залежали від здатності середовища досягти нового балансу після втручання людини. Кумулятивні наслідки зміни клімату та діяльності людини можуть серйозно порушити навколишнє середовище, особливо в периферійних районах, що призведе до глибокої демографічної та цивілізаційної кризи.