Klimat był generalnie umiarkowany w starożytnym Rzymie. Istnieją jednak dowody na to, że w starożytnym Rzymie występowały gazy cieplarniane, które przyczyniały się do zanieczyszczenia powietrza.
Mówi się, że w starożytnym Rzymie istniało od 753 roku pne. i 509 A.D. Początek Imperium Rzymskiego widział chłodniejszy klimat, ponieważ lodowce w Alpach nie rozpoczęły odwrotu aż do około 300 B.C. W początkowej historii imperium odnotowano wiele silnych zim, ale ogólnie temperatury w tym okresie były łagodne.
Starożytny Rzym także widział mokre pory roku. Zapisy pokazują dzisiaj tendencje opadowe podobne do tych, które występują w basenie Morza Śródziemnego. Poziomy mórz spadły w porównaniu do poziomów współczesnych do I wieku. Jak się skończyło Imperium Rzymskie, poziom morza zaczął się podnosić i jako taki liczba aktywnych portów w tym czasie zaczęła być pod wodą.
Naukowcy odkryli, że działalność człowieka podczas Imperium Rzymskiego doprowadziła do podpisu metanu, który dotknął całą planetę. Metan jest produktem ubocznym trawienia, a wówczas Rzymianie byli aktywnymi rolnikami. Gospodarstwa rolne obejmowały różne formy domowego chowu zwierząt, w tym krowy, owce i kozy, z których wszystkie wydalały metan. Spalanie drewna od kowala również wytwarzało metan. Pomiędzy działaniami w dynastii rzymskiej i chińskiej w tym okresie rosły emisje gazów cieplarnianych i zanieczyszczenia.
