Para investigar como ocorreram as mudanças do nível do mar no passado e como se deram as respostas paleogeográficas das planícies costeiras em escala temporal, é interessante analisar o período geológico do Quaternário. Esse período engloba os últimos 2,6 milhões de anos da Terra e pode ser dividido em duas épocas: o Pleistoceno (de 2,6 milhões de anos a 11,7 mil anos); e o Holoceno, que corresponde aos últimos 11,7 mil anos e no qual estamos posicionados atualmente na escala de tempo geológica.
Uma das principais características do Quaternário são as oscilações climáticas que resultaram em ciclos de períodos glaciais (mais frios) e períodos interglaciais (mais quentes), com duração aproximada de 100 mil anos. As causas são, principalmente, de origem astronômica. As mudanças produzidas na órbita terrestre em torno do Sol e na inclinação do eixo de rotação terrestre derivam da teoria dos ciclos orbitais, de Croll-Milankovitch.
Tais mudanças produzem alterações da insolação nas regiões de alta latitude do hemisfério Norte, provocando, respectivamente, expansão ou derretimento das geleiras. Esses processos, como consequência, são responsáveis por gerar alterações verticais do nível do mar, na ordem de dezenas a um pouco mais de uma centena de metros, e são chamados de glacioeustasia.