第四纪碳循环（Quaternary carbon cycle），理学-地质学/地质资源与地质工程-第四纪地质学-第四纪古气候，研究地球发展史的最新阶段（距今2.58万年以来）碳在地球岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动圈之间的分布、迁移的地球化学过程及其驱动机制。自工业革命以来，人类的工农业活动显著改变了地球表层各圈层碳的分布和循环，导致全球的增温，对地球系统产生重大的影响。因此，认识第四纪碳循环过程，对揭示地球系统碳循环的自然演化规律，区分自然和人类活动对全球碳循环的影响具有重要的意义。20世纪后半叶以来，随着冰芯记录中温室气体（CO2、CH4）浓度测量精度的提高，重建了约80万年以来的温室气体浓度变化的历史，揭示出第四纪冰期-间冰期旋回上温室气候浓度存在显著的周期性变化。利用深海沉积中的硼同位素和生物标志物等指标，将大气CO2浓度的演化历史拓展至整个第四纪。