Thời kỳ ấm Trung cổ (MWP) diễn ra trong khoảng thời gian 950–1250, vào thời kỳ Trung cổ châu Âu.[10] Nghiên cứu ban đầu về MWP và thời kỳ băng hà nhỏ sau đó đã được tiến hành rộng khắp ở châu Âu, nơi mà hiện tượng này được ghi nhận rõ ràng nhất.Ban đầu người ta tin rằng sự thay đổi nhiệt độ đã diễn ra trên toàn cầu.[12] Tuy nhiên, quan điểm này vẫn còn bị nghi ngờ, theo bản cáo tóm tắt của IPCC năm 2001 về nội dung này ghi nhận rằng "... các dấu hiệu hiện tại không đặc trưng cho các thời kỳ dị thường ấm/lạnh diễn ra đồng bộ trên toàn cầu trong khoảng thời gian này, và các tên gọi như thời kỳ băng hà nhỏ hay thời kỳ ấm Trung cổ chỉ đề cập đến xu hướng thay đổi nhiệt độ trung bình toàn cầu hay ở từng bán cầu trong vài thế kỷ qua".[13] Các giá trị nhiệt độ toàn cầu ghi nhận được từ lõi băng và trầm tích hồ cho thấy ở phạm vi toàn cầu rằng Trái Đất trong thời kỳ ấm Trung cổ có thể đã lạnh hơn (khoảng 0,03⁰C) so với đầu và giữa thế kỷ 20.[14] Crowley và Lowery (2000) [15] cho rằng "chưa có đủ tài liệu để chứng minh sự tồn tại của thời kỳ này ở Nam bán cầu."

Các nhà cổ khí hậu học đã mô phỏng khí hậu cho một khu vực đặc biệt trong thế kỷ 20 về thời điểm lạnh nhất trong thời kỳ băng hà nhỏ và thời điểm ấm nhất trong thời kỳ ấm Trung cổ.[16][17]