L'étude du climat préhistorique permet aux scientifiques d'analyser la variabilité climatique à long terme et d'identifier les cycles climatiques naturels, aidant ainsi à faire la distinction entre les fluctuations climatiques naturelles et l'influence de facteurs induits par l'homme, tels que l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre.
Les données climatiques préhistoriques servent également de base à la validation des modèles. Les modèles climatiques utilisés pour les projections climatiques futures peuvent être comparés aux enregistrements climatiques préhistoriques afin d’évaluer leur exactitude et leur fiabilité. Les modèles qui capturent avec succès les changements climatiques passés sont plus susceptibles de fournir des projections fiables sur les états climatiques futurs.