Perioada Eocenului timpuriu este o perioadă din trecutul geologic care se remarcă prin faptul că este mult mai caldă decât în prezent, în special la latitudini înalte. În perioada Eocenului timpuriu, acum 54-48 de milioane de ani, rămășițe fosile de plante și animale despre care se crede că locuiau în medii calde au fost găsite la latitudini mult mai mari, iar la poli nu existau gheață sau prea puțină. Perioada Eocenului a avut loc suficient de departe în trecut încât continentele se aflau în poziții ușor diferite, cu lanțuri muntoase diferite și mări de mică adâncime în unele locuri care nu există astăzi.
Eocenul timpuriu a fost caracterizat de niveluri ridicate de dioxid de carbon, deduse între 1.000 și 2.000 de părți pe milion. Oamenii de știință cred că activitatea vulcanică crescută a fost o cauză importantă a acestor niveluri ridicate de dioxid de carbon. Temperaturile din timpul Eocenului pot fi reconstituite din măsurătorile geochimice ale sedimentelor oceanice și din tipurile de vegetație conservate pe uscat. Temperatura medie globală de suprafață reconstituită pentru Eocenul timpuriu este cu 9 până la 14°C mai mare decât în prezent. După cum reiese din dovezile proxy și din simulările modelelor, această încălzire a fost răspândită pe tot globul. Există o bună concordanță între simulările modelelor care încorporează concentrații ridicate de CO2 și dovezile indirecte, oferind un sprijin puternic pentru rolul CO2 în menținerea temperaturilor ridicate din Eocenul timpuriu.
.