中世纪温暖时期的气候十分不正常，当时正值欧洲的中世纪，大约在8世纪至13世纪。欧洲已经进行大量关于中世纪温暖时期及小冰河时期的初步研究，气候不正常的现象已经是很明显及有清晰的记录。当初认为温度的改变是全球性的。可是，这个观点很快受到质疑。2001年政府间气候变化专门委员会的报告概括了这项研究。它指出“现在的证据没法支持当时全球同步地发生不规则的冷暖转变的论调，传统所指的小冰期及中世纪温暖时期只能有限地描述北半球或全球在过去几个世纪中平均气温的改变。”古气候学家正着手重建小冰期及中世纪温暖时期的地区气候。其他学者则遵从传统只把小冰期及中世纪温暖时期内发生的事情联系到该段时期。