Fein geschichtete Seesedimente bieten einmalige Möglichkeiten Informationen über Klima- und Umweltveränderungen für einen jeweils archivspezifischen, oftmals aber vergleichsweise kurzen, geologischen Zeitraum in höchster Auflösung zu erfassen. Durch den kombinierten Einsatz und die Weiterentwicklung geophysikalischer Methoden werden geeignete Archive nachgewiesen und strukturell erkundet. Datierungsverfahren definieren den geochronologischen Rahmen.

Ebenso hoch auflösende Rekonstruktionen von Klima- und Umweltbedingungen erlauben karbonatisotopische Untersuchungen, beispielsweise an Stalagmiten, Höhlensintern, Travertinen oder auch Seekreiden. Sie ermöglichen den direkten Vergleich von terrestrischen und marinen Abfolgen, die ebenfalls hoch auflösende Klimaarchive darstellen können. Quantitative Aussagen zu Paläoumweltbedingungen lassen sich aus rekonstruierten Niederschlagsverhältnissen treffen.