Eines der zentralen Anliegen der Klimaforschung ist zu verstehen, ob und in welchem Ausmaß wachsende Weltbevölkerung und Industralisierung das Erdklima wesentlich beeinflusst haben bzw. es beeinflussen und weiter beeinflussen werden. Um diese Frage adäquat zu beantworten, sind wir angewiesen auf quantitative Informationen bezüglich der Größenordnung und Geschwindigkeit natürlicher Klimaschwankungen in Ozean, über den Kontinenten und in der Kryosphäre.

Der direkte Weg Klimaänderungen der Vergangenheit zu ermitteln, ist die Untersuchung von historischen Zeitreihen von Beobachtungen oder deren Dokumentation. Allerdings sind die vorhandenen Datensätze zu kurz, um Aussagen über globale Klimaänderungen zu treffen, und sie fallen zudem  in die Zeit, in der die Menschheit die natürlichen Bedingungen bereits entscheidend beeinflusst. Klimainformationen aus der Zeit vor Beeinflussung durch den Menschen müssen daher entweder aus Stellvertreterdaten (den sog. Proxies), die die vergangenen Klima- und Umweltbedingungen aufgezeichnet haben, gewonnen werden, oder durch Klimasimulationen mit Hilfe von komplexen Klimamodellen mit den entsprechenden Randbedingungen. Paläoklimadaten ermöglichen es, Klimaschwankungen auf langen Zeiträumen zu überlicken und bieten einen geeigneten Prüfstand für Klimamodelle, da sie über die tatsächlichen Klimaveränderungen der Vergangenheit, die sich in sich tragen, Aufschluss geben.

Historische Daten und Reanalysedaten werden eingesetzt, um die entsprechenden Muster in der atmosphärischen Zirkulation und den Temperaturen der Meeresoberfläche auszumachen. Eines der Ziele solcher Studien ist es, unser Verständis der Telekonnektionen zu verbessern, die die in den Proxies aufgezeichenten langfristigen Klimaschwankungen lenken. Im Idealfall, können wir daraus auf Klimamodi schließen, die weit hinter die Beobachtungsperiode zurückreichen. Zudem können wir daraus lernen, Klimaschwankungen wie die der 1970er Jahre in einen langfristigen Gesamtzusammenhang zu stellen und Einschätzungen der natürlichen Klimavariabilität der vorindustriellen Zeit vornehmen zu können.