Najbardziej powszechną metodą określania starożytnych temperatury jest oparte na proporcja izotopów (odmianach) tlenu i wodoru w lodzie. Cząsteczka lodu składa się z dwóch atomów wodoru i jeden atom tlenu. Jądro wszystkich atomów składa się z cząstek elementarnych zwanych protony, neutrony, i elektronów. Izotopy elementu mają taką samą liczbę protonów, lecz różne liczby neutronów, w jądrze. Wszystkie izotopy pierwiastka wykazują takie same właściwości chemiczne, ale dlatego, że mają różne masy (większa liczba neutronów sprawia izotop cięższy), izotopy zachowują się inaczej od siebie pod pewnymi warunkami.
Dwie najczęściej występujące izotopy tlenu, atom tlenu, 16 i 18 tlenu, z 8 lub 10 neutronów, odpowiednio. Obie formy występują w cząsteczkach wody, ale tlenu 16 jest znacznie bardziej powszechne. 16, ponieważ tlen jest mniej neutronów w jądrze niż tlen 18, tlen-16, cząsteczka wody jest lżejszy niż cząsteczki wody tlen-18. Ta różnica powoduje, że tlen-16 cząsteczki wody do odparowania w szybszym tempie niż tlen-18 cząsteczek wody. Ten 16-tlen bogata para wodna skrapla się tworząc krople deszczu lub płatki śniegu. Płatki śniegu może wówczas gromadzić się, aby pokrywy lodowe bogate w tlen 16. Tak więc, kiedy klimat jest cieplejszy (i szybkości parowania stają się wyższe) lód staje się bogatsza w tlen 16. Jeśli warstwa lodu w rdzeniu zawiera stosunkowo dużą ilość tlenu 16 Naukowcy na ogół można wywnioskować, że warstwa składa się z lodu, utworzony w trakcie sezonu grzewczego. Największa
Po określeniu względnych proporcji izotopów tlenu w warstwie lodu paleoclimatologists użyciu formuł matematycznych obliczyć temperaturę powietrza na tym, że Obszar, gdy powstaje lód. Stosowanie tego wzoru do rekordu izotopów w rdzeniach lodowych wskazuje, że podc
