Kỷ Trias nói chung là khô, một xu hướng đã bắt đầu vào cuối kỷ Than đá, và có tính chất theo mùa rất cao, đặc biệt là phần sâu bên trong của Pangea. Mực nước biển thấp cũng làm gia tăng thêm sự chênh lệch nhiệt độ. Nước có vai trò như chất ổn định nhiệt độ do nhiệt dung riêng lớn của nó, và các vùng đất gần các khu vực nhiều nước, đặc biệt là các đại dương, ít bị thay đổi nhiệt độ hơn. Do nhiều vùng đất của Pangea nằm khá xa đại dương nên nhiệt độ thay đổi rất nhiều và có lẽ phần bên trong của Pangea đã bao gồm nhiều khu vực sa mạc mở rộng. Các chứng cứ đa dạng về các tầng đá trầm tích màu đỏ và các mỏ muối đã ủng hộ cho giả thuyết này.

Mực nước biển bắt đầu tăng lên trong kỷ Jura, có lẽ là do sự nâng lên của đáy biển. Sự hình thành lớp vỏ mới gần bề mặt đã chiếm chỗ của nước đại dương và làm cho mực nước biển dâng lên, cao hơn khoảng 200 m so với ngày nay và làm ngập lụt các khu vực ven biển. Ngoài ra, Pangea bắt đầu nứt ra thành các lục địa nhỏ hơn, làm cho nhiều vùng đất tiếp xúc với đại dương nhờ sự hình thành của biển Tethys. Nhiệt độ vẫn tiếp tục tăng và bắt đầu ổn định. Độ ẩm cũng tăng với sự tiếp giáp gần hơn của nước và các sa mạc co dần lại.

Khí hậu trong kỷ Creta không được biết một cách rõ ràng và gây tranh cãi nhiều trong giới học giả ngày nay. Một phần là do nồng độ điôxít cacbon cao hơn trong khí quyển, nên sự khác nhiệt độ từ Bắc tới Nam trở nên gần như là phẳng: nhiệt độ đã gần như là bằng nhau trên cả hành tinh. Nhiệt độ trung bình cũng cao hơn ngày nay, vào khoảng 10 °C. Trên thực tế, vào giữa kỷ Creta, các vùng nước gần xích đạo có lẽ là quá nóng ấm, tới 20 °C tại các đại dương sâu thẳm, và như thế là quá nóng đối với sự sống trong đại dương, và các khu vực đất liền cận kề xích đạo có thể đã là các sa mạc, mặc dù chúng rất gần với nguồn nước biển. Sự luân chuyển ôxy tới các đại dương sâu có thể đã bị phá vỡ. Vì lý do này, một lượng lớn các chất hữu cơ đã tích tụ lại do chúng không bị phân hủy và cuối cùng đã trở thành các trầm tích như đá phiến dầu.

Tuy nhiên, không phải mọi dữ liệu đều khẳng định các giả thuyết này. Mặc dù tổng thể là ấm áp, nhưng các dao động về nhiệt độ có lẽ là đủ lớn để có thể cho phép tồn tại các chỏm băng vùng cực và các sông băng, nhưng điều này cũng không có chứng cứ rõ nét. Các mô hình định lượng cũng không thể tái tạo lại sự bằng phẳng của gradient nhiệt độ trong kỷ Creta.