《山海经》的成书经历了漫长的历史阶段。这是城邑、文字和金属冶炼业诞生、发展的文明的黎明时期，是从采集渔猎向农耕、手工业和商业等多种生产方式、经济业态转化的变革期，也是以炎黄为主体的部落联盟整合周边氏族、方国并不断融合的华夏民族的形成期。可在这个漫长的历史阶段中，除了以人为主体的文明、民族、生产和技术的变革之外，作为一切变革的背景，以黄河流域河洛地区为中心的华夏民族文化中心区，自然地理意义上的中国也同样发生着深刻的变化。这就是历史时期的气候变迁。

气候变迁对于人类文明的影响不言而喻，例如汉武帝时期至后汉三国时期，由于气候变冷，北方草原草场的退化致使逐水草而居的匈奴人南迁，这为数百年的汉匈战争提供了气候、生态上的条件。历史上，中国针对气候变迁和气候变迁对人类生产、文明影响的研究成果颇多。理论研究上，最早可追溯至缘起于《素问·天元纪大论》的五运六气大司天理论，这是最早涉及地球气候的周期性变化的气运学理论。在历史研究上，古代有沈括、刘献廷对气候变化的判断，现代有气象学家竺可桢作的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》。而今，气候变迁的历史和生态史的研究要基于考古、物候、方志和仪器观测，而针对文化期和先秦三代的气候变迁，由于没有方志和仪器观测数据，又只能依靠考古资料和文献物候记载。《山海经》中记载了大量的物候信息，加之其成书过程经历了漫长的历史跨度，这都赋予了《山海经》在历史气候变迁问题上巨大的史学价值。同时，以历史气候变迁作为学术背景，也将有益于更好地发掘《山海经》神话背后的信史。

竺可桢，中国近代气象学家、地理学家、教育家，中国近代地理学和气象学的奠基者

根据竺可桢在《中国近五千年来气候变迁的初步研究》的论断，以黄河流域为中心，自仰韶文化时期至战国，这一地区的历史气候主要经历了这样几个阶段，并具有如下的物候特征：

一、新石器时代仰韶文化半坡遗址捕获的野兽包括了麞和竹鼠，这两种动物都是亚热带动物，现在西安地区已无自然分布。山东历城龙山文化遗址灰坑中有炭化竹节，一些陶器的外表也以竹节纹作为装饰纹饰，这说明在新石器时代晚期，竹类的分布在黄河流域是直到东部沿海地区的。据此推断，这一时期（同位素测定为距今5600年至距今6080年前）中国的气候比现在温暖、潮湿。

二、安阳殷墟出土有亚化石动物，除了麞和竹鼠外，还有獏、水牛和野猪；安阳种植水稻，并在阳历三月份开始下种，这比今天安阳水稻种植的下种时间早一个月；武丁时期，甲骨文刻辞记载时人猎象一头。综合以上信息，自五千年前的仰韶文化至晚商，竹类分布的北限大约向南后退纬度从1℃~3℃，黄河下游和长江下游各地的月平均温度及年平均温度，正月的平均温度减低3℃~5℃，年平均温度大约减低2℃。

三、西周初年，温度急速降低。《竹书纪年》上记载周孝王时，长江流域的汉水两次结冰，另外《诗经·豳风》也表明公元前10世纪，气候转冷。

四、周朝早期的寒冷情况没有延长多久，大约只一二个世纪，到了春秋时期气候转暖，这样温暖潮湿的气候一直延续到战国。《左传》记载春秋时，山东鲁国过冬，冰房得不到冰；《孟子》《荀子》都记载当时的作物一年两熟等等，都表明，在战国时期气候比现在温暖得多。

不同种类的动植物由于习性的差异化，其自然栖息地或分布区也具有相应的差异性，所以根据相应动植物的分布特征就可以了解动物栖息地和植物分布区的气候特点。《山海经》中，记载了大量的动植物信息，按传统中药学分类：动物方面，包括虫类品种12个、鳞类品种41个、介类品种13个、禽类品种54个、兽类品种53个、禺类品种10个；植物方面，包括草类品种50个、谷类品种10个、菜类品种10个、果类品种21个、木类品种68个。总计，自然生物物种342个。而由于《山海经》独特的叙述方式，在记载自然生物物种信息的同时，又都将这些物种信息一一匹配了与之相对应的历史地理信息。即××之山，××之水，有什么物种，或多什么物种。显然，这些与地理信息相互匹配的物候记载对研究先秦中国气候的变迁具有极大的意义。特别是《山海经》中记载的大量亚热带动植物，其分布特征将能够直接界定先秦时中国亚热带气候带的范围，并表现出当时中国的气候特点。