Infolge weltweiter starker Abkühlung des Klimas im Eiszeitalter (Pleistozän) vergletschern die Alpen sowie die höchsten Teile des Scharzwaldes und der Vogesen mehrfach. Die schweizerischen Alpengletscher erreichen den Rand des Südschwarzwaldes. Die Gletscher häufen Moränen auf und Schmelzwasserströme verfrachten grosse Mengen von Kies und Sand, besonders ins Alpenvorland und in den Oberrheingraben. Aus den karg bewachsenen Schotterfluren blasen Staubstürme das Feinmaterial aus und lagern es im Windschatten als Löß ab. In den nicht vom Eis bedeckten Gebieten ist der Untergrund bis auf mehrere Meter tief gefroren (Dauerfrost). Nur im Sommer taut er oberflächlich auf. Mammutherden durchstreifen die Kältesteppen und Tundrengebiete und der steinzeitliche Mensch tritt in Erscheinung. Während der zeitlich längeren weniger  kalten Phasen wachsen wieder Nadelwälder. In einigen Zeitabschnitten mit mildem Klima gedeihen sogar Laubmischwälder wie heute (z.B. mit Hainbuchen) und Bodenbildung findet statt.
Nach dem Abschmelzen des (vorerst?) letzten Vorlandgletschers der Würm-Eiszeit beginnt vor 11600 Jahren die Nacheiszeit (Holozän), die bis heute dauert. Die Flüsse graben sich in ihre Schotterterrassen wieder ein und die heutigen Talauen entstehen.

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Am Südostrand des Dinkelbergs bei Karsau, Riedmatt und Schwörstadt haben die Schmelzwässer in den Eiszeiten des Quartärs Schotter abgelagert, deren Ursprung im Alpenraum zu suchen ist. Südöstlich von Schopfheim und in der Gegend von Hasel sind finden wir Schotter aus dem Schwarzwald. In den Tälern des Hochrheins und der Wiese haben sich würmeiszeitliche Niederterrassenschotter abgelagert. Lösslehme überdecken teilweise die Schotterflächen.