В течение голоценовой эпохи Балтика оказывала огромное климатическое воздействие на северо-западные и северные территории Европы. Особенно увеличивалась ее роль, когда осуществлялось соединение Балтики с теплым океаном. Высокая теплоотдача и влажность способствовали смягчению климата и давали возможность развитию на его берегах влаго- и теплолюбивых широколиственных лесов.
На протяжении всего климатического оптимума в Арктическом бассейне температура воды была на несколько градусов выше современной. Это благоприятствовало расселению на север относительно теплолюбивой фауны и перемещению в том же направлении растительных сообществ.
Многие моллюски, в настоящее время известные только у берегов Исландии и Кольского полуострова или Южной Гренландии, во время климатического оптимума прекрасно развивались у берегов Шпицбергена, Земли Франца-Иосифа, Новой Земли, где летом отсутствовали ледяные покровы.
Остатки растительности, произраставшей во время климатического оптимума на Шпицбергене, северном побережье Сибири, в Гренландии и на о-ве Элсмир, дают основание предполагать, что Арктический бассейн в основном был свободен ото льда. Образованный за зиму лед довольно быстро стаивал в летние месяцы.
На многих островах, расположенных в приполярных районах, росли леса. Так, в Исландии были распространены березовые и березово-буковые леса. Северное побережье Норвегии, Шетландские и Фарерские острова и многие острова Канадского Арктического архипелага покрывали листопадные леса. Об относительно высокой среднегодовой температуре свидетельствует характер лесной растительности Западной Европы. По сравнению с современной эпохой области произрастания лесов были смещены к северу на 3–5 °.
В связи с высокими среднегодовыми температурами в Евразии, а они более чем на 2° превышали современные, сильно повысился уровень снеговой линии, площадь ледников уменьшилась, и многие из них на Кавказе, Памире и в Альпах полностью исчезли.
Многочисленные оценки климата, основанные главным образом на палеоботанических и археологических данных, позволяют считать, что в это время в Европе было в среднем на 2–3° теплее, чем в настоящее время. Однако в Северо-Восточной Европе зимы были очень снежными, хотя и не столь холодными как ныне.
Более высокие температуры, примерно на 3–4° выше, чем в настоящее время, были свойственны континентальным областям Северной Азии. Растительные зоны здесь были смещены к северу. Практически полностью отсутствовала тундра, а вместо горных тундр располагались различные кустарниковые ассоциации. Ландшафтно-климатические условия благоприятствовали миграции и развитию многих животных, неизвестных в этих районах в настоящее время. Так, на Новосибирских островах, по сообщению акад. Л. С. Берга, был обнаружен череп тигра. Тигры, как известно, в настоящее время живут только в уссуррийской тайге, хотя еще в начале XX в. они были известны и в Якутской тайге.
Во время климатического оптимума исчезли леднковые щиты в Северной Америке и сильно сократилась их площадь в Гренландии. В связи с потеплением лесная растительность в Северной Америке продвинулась к северу на 4–5°.
Следы сильного потепления обнаружены и на многих территориях южного полушария, в том числе и в Антарктиде. По данным Г. Флона, среднегодовая температура во время климатического оптимума в Антарктиде увеличилась на 2–3°. Поэтому в водах, омывающих Огненную Землю, Антарктиду, Южную Африку и Австралию, обитали более теплолюбивые организмы чем живущие здесь в настоящее время.
В течение климатического оптимума сильно преобразились природные условия даже в тропических и экваториальных областях. Им было свойственно не только простое повышение температур, но и значительное изменение характера увлажнения. На это указывают изменившиеся ареалы обитания многих животных и растений.
Уровень африканских озер 8–9 тыс. лет назад был выше современного. Это, а также наличие многочисленных следов обводнения в современной аридной зоне, произрастание здесь влаголюбивой растительности служат неопровержимым доказательством существования на обширных территориях высокой влажности.
В ныне засушливых областях Азии в период климатического оптимума существовал жаркий влажный климат. В Индии и Пакистане количество атмосферных осадков почти в четыре раза превышало современный уровень и неоднократно происходили катастрофические разливы рек.