A kora eocén időszak a földtörténeti múlt egyik olyan időszaka, amely a mainál egyértelműen melegebbnek tűnik, különösen a magas szélességeken. Az 54-48 millió évvel ezelőtti kora eocén időszakban a meleg környezetben élőnek hitt növények és állatok fosszilis maradványait sokkal magasabb szélességi fokokon találták meg, és a sarkokon alig volt jég, vagy egyáltalán nem volt jég. Az eocén időszak elég messze esett a múltban ahhoz, hogy a kontinensek kissé más helyzetben voltak, más hegyláncokkal és helyenként sekély tengerekkel, amelyek ma már nem léteznek.
A kora eocént magas szén-dioxid-szint jellemezte, amely a feltételezések szerint 1000 és 2000 ppm között volt. A tudósok úgy vélik, hogy a megnövekedett vulkáni tevékenység fontos oka volt e magas szén-dioxid-szintnek. Az eocén időszak hőmérséklete az óceáni üledékek geokémiai mérései és a szárazföldön fennmaradt növényzeti típusok alapján rekonstruálható. A rekonstruált globális felszíni középhőmérséklet a kora eocénre vonatkozóan 9-14 °C-kal magasabb, mint napjainkban. Amint azt a proxy bizonyítékok és a modellszimulációk mutatják, ez a felmelegedés széles körben elterjedt az egész Földön. A magas CO2-koncentrációt tartalmazó modellszimulációk és a proxy bizonyítékok között jó az összhang, ami határozottan alátámasztja a CO2 szerepét a kora-eocén magas hőmérsékletének fenntartásában.
