地球寒冷化（ちきゅうかんれいか、英: Global cooling）とは、狭義では地球が冷えていく現象のことを指し、広義では、地球表面及び大気の温度が下がっていき、寒冷化すると言う説の事を言う。また、氷期の始まりだとする場合もある。
この仮説は科学的に強い支持をされたものではなかったが、氷河期の周期性と、1940年代から1970年代の前半にかけての気温の低下の理解を進める上で、良い材料として新聞に報告されたため、人々の関心を一時的に集めた。現在（21世紀初頭）では、地球は寒冷化するのではなく、地球温暖化の時代にあるという意見が主流である。
1970年代より、地球の温度が1945年から下がり続けているという論調が台頭してきた。季候の予測が記載された論文は、将来気温が上昇する[1]と予測するものもあったが、この傾向が継続すると予測していた論文もあった。1968年にポール・R・エールリッヒが温室効果ガスによる気象の変化について言及したにもかかわらず[2]、当時の一般大衆は二酸化炭素の影響についてほとんど認識していなかった。地球寒冷化という考えが世間に認知されるようになっていくらも経たない1970年代中盤にはすでに地球の気温降下は止まりつつあり、気候学者たちの間では、二酸化炭素の効果に関心が払われていた[3]。また、自然的、人為的効果の両方によって、地球規模の気候変動がもたらされることが知られていた。
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現在では、熱塩循環 (THC) の減少もしくは停止による寒冷化の可能性にもいくらか関心が払われている。これは氷河の融解に伴い、北大西洋に塩分濃度の低い水が大量に流入することによって起きると言われる。この発生の可能性は非常に低く、国際連合の機関であるIPCCでは次の様に報告している。「THCが減少するモデルにおいても、ヨーロッパ全域にわたり気温は上昇する。たとえば、放射強制力が正方向に大きくなる全地球規模の気候モデル (AOGCM) 全体の積分では、北西ヨーロッパの温度変化は正の値となる