Sir Douglas Mawson (1882–1958), một nhà địa chất và thám hiểm Nam Cực người Australia đã bỏ hầu hết thời gian trong sự nghiệp của mình nghiên cứu địa tầng học đại Tân Nguyên sinh của miền Nam Australia nơi ông phát hiện những trầm tích băng hà dày và lớn và ở cuối cùng đã dự đoán khả năng đóng băng của Trái Đất.[3]

Tuy nhiên, các ý tưởng Trái Đất đóng băng của Mawson dựa trên sự giả thiết sai lầm rằng vị trí địa lý của Australia, và của các lục địa khác nơi các trầm tích băng hà vĩ độ thấp được tìm thấy, luôn không thay đổi theo thời gian. Với sự tiến bộ của các giả thuyết trôi dạt lục địa, và cuối cùng là lý thuyết đĩa kiến tạo, một sự giải thích dễ dàng hơn cho trầm tích băng hà xuất hiện—chúng đã lắng xuống ở một thời điểm trong lịch sử khi các lục địa ở các vĩ độ cao hơn.

Năm 1964, ý tưởng băng giá trên phạm vi toàn cầu tái xuất hiện khi W. Brian Harland xuất bản một bài viết trong đó ông trình bày dữ liệu từ trường cổ cho thấy rằng những glacial tillites tại Svalbard và Greenland đã lắng đọng tại những vĩ độ nhiệt đới.[4] Từ dữ liệu từ trường cổ này, và bằng chứng trầm tích học rằng những trầm tích băng hà làm đứt đoạn những sự tiếp nối của đã thường đi liền vời các vĩ độ nhiệt đới hay ôn hoà, ông cho rằng thời kỳ băng hà đó mạnh mẽ tới mức tạo nên sự trầm lắng của đá băng hà biển tại các vùng nhiệt đới.

Trong những năm 1960, Mikhail Budyko, một nhà khí hậu học người Nga, đã phát triển một mô hình khí hậu cân bằng năng lượng đơn giản để xem xét hiệu ứng của việc băng bao phủ trên khí hậu Trái Đất. Sử dụng mô hình này, Budyko thấy rằng nếu các phiến băng tiến tới xa ra khỏi các vùng cực đủ lớn một sự hoàn ngược tiếp nối theo đó sự phản chiếu (suất phân chiếu) gia tăng của băng dẫn tới sự lạnh thêm và sự hình thành thêm băng cho tới khi toàn bộ Trái Đất bị bao phủ trong băng và ổn định trong một trạng thái cân bằng bao phủ băng mới.[5] Tuy mô hình của Budyko cho thấy rằng suất phân chiếu băng ổn định này có thể diễn ra, ông kết luận rằng nó chưa từng xảy ra, bởi mô hình của ông không cho thấy khả năng thoát khỏi một kịch bản như vậy.

Thuật ngữ "Quả cầu tuyết Trái Đất" (Snowball Earth) được đặt ra bởi Joseph Kirschvink, một giáo sư cổ sinh vật học tại Viện Công nghệ California, trong một bài viết ngắn xuất bản năm 1992 trong một tập sách dày liên quan tới sinh vật học của Đại nguyên sinh.[6] Những đóng góp lớn của tác phẩm này là: (1) sự ghi nhận sự hiện diện của những sự hình thành sắt dải phù hợp với một giai đoạn băng hà như vậy và (2) việc đưa ra một cơ cấu để thoát khỏi mô hình Quả cầu tuyết Trái Đất—sự tích tụ Bản mẫu:Co2 khí thoát ra từ núi lửa dẫn tới một hiệu ứng siêu khí nhà kính.

Sự quan tâm tới lý thuyết Quả cầu tuyết Trái Đất gia tăng nhanh chóng sau khi Paul F. Hoffman, giáo sư địa lý tại Đại học Harvard, người đã áp dụng các ý tưởng của Kirschvink vào một chuỗi các trầm tích Đại nguyên sinh tại Namibia, tăng khả năng cho giả thuyết bằng cách đưa vào các khám phá như sự xuất hiện của mũ carbonate, và xuất bản các kết quả của chúng trong tạp chí Science năm 1998.[7]

Hiện tại, các khía cạnh của các giả thuyết vẫn đang gây tranh cãi và nó đang bị tranh luận dưới sự bảo trợ của Chương trình Khoa học Địa chất Quốc tế (IGCP) Dự án 512: Các kỷ Băng hà Đại nguyên sinh.[8]