Von Jahr zu Jahr setzt sich eine neue Schicht Eis ab, eine sogenannte Jahresschicht. Somit besteht ein solches Landeisschild aus vielen übereinander verlaufenden Schichten Eis. Je älter, also auch je tiefer, eine Jahresschicht in dem Eis liegt, desto dünner ist sie meist, da das Gewicht der darüber liegenden Schichten sie zusammendrückt. Behandelt man nun die einzelnen Schichten, kann man sehr genaue Informationen zu ganz bestimmten Jahren herausfinden, indem man die Schichten von oben abzählt.

Solche riesigen Eisschilde sind vor allem in der Antarktis und in Grönland zu finden. Einige haben eine Dicke von bis zu 4 Tausend m und sind mehrere Millionen Jahre alt. Allerdings werden auch Behandlungen auf Gletschern durchgeführt sowohl in gemäßigten Klimabreiten als auch in den Tropen. Ein Beispiel dafür ist der Gletscher auf dem Kilimandscharo. Die alpinen Gletscher liefern Informationen über das regionale Klimageschehen, während Bohrungen an den polaren Eisschilden Informationen über das globale Klima der letzten Jahrhunderttausende liefern.

Der erste 100 Meter lange Eiskern wurde während einer norwegisch-britisch-schwedischen Antarktis-Expedition gezogen, die in den Jahren 1949 bis 1952 stattfand. Den bisher tiefsten Bohrkern des grönländischen Inlandeises erbrachte die europäische Tiefbohrung NGRIP (North Greenland Ice Core Project) in dem Jahre 2003. Hier wurde eine Bohrtiefe von 3085 Meter erreicht.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, Informationen aus diesen Eisbohrkernen zu gewinnen. Eine ist die Temperaturanalyse. Diese Methode basiert darauf, dass bei der Entstehung der einzelnen Schichten, die Sauerstoffisotope in dem Eis je nach Temperatur der Wolke aus der der Niederschlag (Schnee) stammt unterschiedliche Verhältnisse haben. Dieses Verhältnis der Sauerstoffisotope hängt neben der Temperatur auch von der Vorgeschichte (Zugbahn) der jeweiligen Wolke ab. Benutzt werden bei der Eisanalyse die Sauerstoffisotope 18O und 16O. Aus dem Massenverhältnis dieser beiden Isotope kann man nun auf die Temperatur schließen, die bei der Entstehung des Niederschlags in der Atmosphäre herrschte. Diese Massenverhältnisanalyse wird mit Hilfe eines Massenspektrometers durchgeführt. Die Methode hilft auch, den Eiskern zu datieren, da die Unterschiede zwischen einzelnen Sommern und Wintern in den letzten 1 Tausend Jahren erkannt und damit die Jahresschichten abgezählt werden können. Auf diese Weise ist es auch möglich, Entstehungstemperaturangaben über Eischichten zu machen, die bis zu 1 Millionen Jahre alt sind. Außerdem gibt es, neben der Temperaturanalyse, noch andere Auswertungsverfahren für Eisbohrkerne.

Man kann z.B. die vereinzelt vorkommenden Luftblasen in dem Eis behandeln. Diese Lufteinschließungen beinhalten auch heute noch die Luft, die dort vor Jahrmillionen eingeschlossen wurde. Daraus kann man sehr wertvolle Informationen über die Zusammensetzung der damaligen Luft herausfinden. Bei dieser Analyse sind jedoch der Sauerstoff und der Stickstoff, die den Großteil der in der Luft enthaltenen Gase ausmachen, weniger interessant, da sie relativ gleich geblieben sind. Interessanter sind in diesem Zusammenhang die Spurengase, die teilweise ca. unter 1 Prozent der Gase in der Luft ausmachen. Besonders bedeutsam sind dabei Kohlendioxyd und Methan, da diese eine relativ hohe Verweilzeit haben. Dies ist wichtig, da der Luftabschluss in dem Eis einige Jahre dauern kann.

Neben der Sauerstoff-Isotopenmethode gibt es noch andere Isotopenverhältnisse, die behandelt werden. Bei einer werden die Kohlenstoffisotope (14C) und die Berylliumisotope (10Be) behandelt. Aus ihrem Verhältnis kann man vieles über die Sonnenaktivität erfahren.

Darüber hinaus lässt die Dicke der einzelnen Jahresschichten, abgesehen davon, dass die älteren dünner sind, Rückschlüsse auf die jeweilige Niederschlagsmenge zu. Bei der Behandlung der Eisbohrkerne werden auch stets wieder dünnere Schichten Staub entdeckt. Diese stammen meistens von sehr großen Vulkanausbrüchen, die auch häufig deutliche Klimaveränderungen hervorriefen.

Noch genauer kann man vulkanische Ablagerungen bestimmen, indem man die elektrische Leitfähigkeit des Eises feststellt. Diese gibt Informationen über die Menge der vulkanischen Ablagerungen und somit über die Vulkanausbrüche in der Vergangenheit.