O Período Eocénico Primitivo é um período do passado geológico que se destaca como distintamente mais quente do que hoje, particularmente em altas latitudes. Durante o Período Eocénico Primitivo, há 54-48 milhões de anos, foram encontrados restos fósseis de plantas e animais que se acreditava habitarem ambientes quentes em latitudes muito mais elevadas e os pólos tinham pouco ou nenhum gelo. O período Eoceno ocorreu o suficiente no passado para que os continentes estivessem em posições ligeiramente diferentes, com cadeias montanhosas diferentes e mares rasos em alguns lugares que não existem hoje.
O início do Eoceno foi caracterizado por altos níveis de dióxido de carbono, inferindo-se que estava entre 1.000 e 2.000 partes por milhão. Os cientistas pensam que o aumento da atividade vulcânica foi uma causa importante desses altos níveis de dióxido de carbono. As temperaturas durante o Eoceno podem ser reconstruídas a partir de medições geoquímicas de sedimentos oceânicos e de tipos de vegetação preservados em terra. A temperatura média global da superfície reconstruída para o Eoceno é de 9 a 14°C mais alta do que hoje. Como se pode ver pelas evidências proxy e simulações de modelos, este aquecimento foi generalizado em todo o globo. Há uma boa concordância entre as simulações de modelos que incorporam altas concentrações de CO2 e evidências proxy, fornecendo um forte apoio para o papel do CO2 na manutenção das altas temperaturas do Eoceno Primitivo.