Kalte Phasen gab es im Eiszeitalter immer wieder. Man nennt sie Glaziale oder Kaltzeiten. Das war die Zeit, als die Gletscher Nordeuropas so weit nach Süden wuchsen, dass dort, wo heute die Städte Hamburg und Rostock liegen, nur ein kilometerdicker Eispanzer war. Wie weit das Eis einer bestimmten Kaltzeit nach Süden reichte, erkennt man an ihrem Namen. Diesen erhielten sie nach Flüssen, die die größte Ausdehnung des Eises anzeigen.
Vor 400.000–320.000 Jahren gab es die sogenannte Elster-Kaltzeit. In ihr reichten die Gletscher sogar bis nach Thüringen. Weil die Eismassen den Feuerstein mit sich trugen, kann man ihn heute noch bei uns finden. Nicht ganz so weit reichten die Gletscher der Saale-Kaltzeit (vor 300.000–130.000 Jahren).
Wenn so viel Wasser zu Eis gefroren ist, fehlt es natürlich anderswo. Deshalb war der Meeresspiegel 200 m niedriger als heute und man konnte von Frankreich nach England hinüberlaufen, ohne nasse Füße zu kriegen. Weil nur wenig Regen oder Schnee fiel, war es während eines Glazials nicht nur kalt, sondern auch sehr trocken. Starke Winde wehten ständig feinen Staub über die Landschaft und bedeckten sie im Laufe der Jahrtausende. Diese Schichten nennen wir Löss. Das war die Basis für den fruchtbaren Boden des Thüringer Beckens.
Damals breiteten sich offene Graslandschaften in Mitteleuropa aus. Durch sie zogen große Herden von Rentieren und Wildpferden, aber auch Mammuts und Wollnashörner. Außerdem lebten hier Höhlenbären, Eisfüchse und Schneehasen, Hyänen, Löwen und sogar Schneeleoparden.
Die letzte große Kaltzeit ist das Weichsel-Glazial. Es begann vor ca. 115.000 Jahren und endete vor ca. 10.000 Jahren. Doch die Gletscher erreichten Thüringen nicht. Am Ende dieser Kaltzeit durchstreiften kleine Gruppen von Menschen das heutige Thüringen. Sie lebten von der Jagd auf Rentiere und Pferde. Spuren ihrer Lagerplätze finden wir heute in der Kniegrotte bei Döbritz (Saale-Orla-Kreis), an der Teufelsbrücke bei Saalfeld und in Oelknitz südlich von Jena. Dort konnten Archäologen einzigartige, 16.000–15.000 Jahre alte Kunstwerke bergen.