1911年秋天的一个夜晚，奥地利气候学家魏格纳在阅读一个论文集时，眼睛突然一亮，被文章中的一段话深深地吸引住了：根据古生物证实，巴西与非洲之间曾有过陆地连接。他立即想起一年前在看世界地图时，觉得大西洋两岸轮廓凸凹相当吻合，脑子里曾闪过这样一个念头——它们是否曾经合在一起过？当时，他认为这个问题也许没有太大的意义，因而没有进一步去思考。这一回就不同了，直觉告诉他，弄清这个问题，对于研究气候变迁、地球构造等一系列地球物理学问题具有重大意义。
为了找到证明地球原始大陆最初是一个整体的依据，魏格纳搜集了大量的大地测量学和古生物学资料，然后进行整理、分析、对比。一个个非常有趣的问题又摆在他的面前：为什么热带的羊齿植物，过去会在伦敦、巴黎甚至寒冷的格陵兰生长？巴西、刚果在过去为什么会被冰川所覆盖呢？这两种相反的气候在同一地区出现，说明当时这些大陆上的气候带和今天的气候带，正好处于截然不同的位置。只有两个原因能够造成陆地纬度的改变：一个是地球自转中轴倾斜角度改变；另一个就是大陆发生漂移。
魏格纳认为，在2亿多年前，地球上只有一块原始大陆，四周是一片汪洋大海。后来，由于天体引潮力和地球自转离心力的作用，古大陆开始分离漂动。最后，美洲脱离了非洲和欧洲，中间形成了大西洋；非洲的一部分脱离了亚洲大陆，向西漂动，当中形成了印度洋；还有两块较小的大陆向南漂去，成为后来的澳大利亚和南极洲。
1915年，他利用养病的机会，写成了《海陆的起源》一书。魏格纳的大陆漂移学说一问世，便立刻遭到科学家们的激烈反对。物理学家说，坚硬的陆地怎么能够往前移动？简直不可思议；而地质学家则表示，把各个大陆按照其形状简单地拼凑，成为一个单一的大陆，这是“积木游戏”，不是科学。魏格纳由于在科学界缺乏强有力的支持者，加上对大陆漂移原因解释不够准确，结果被人们批得一无是处。这个学说也被嘲笑为“一个大诗人的梦”。但魏格纳并未因此而退缩，为了证实自己的论点是正确的，他不辞劳苦，不畏艰险，到世界上的许多地方去收集资料，曾3次深入北极进行科学考察，并最终死在那里。大陆漂移学说也因魏格纳的离去而被人们所淡忘。
大陆漂移学说在科学界被冷落和嘲笑了达半个世纪以后，终于获得了新生。1965年，英国地球物理学家布拉德通过计算机做成了一张大陆拼合图。它表明：北美洲、欧洲、亚洲、非洲和南美洲能够拼合到一起，如果利用离海岸2千米处的等深线，其结果还会更好一些。在此基础上，地质学家又提出了板块构造理论，认为地球表层是由十多块大陆和大洋板块所组成，大陆随板块的漂移而移动。
1979年，美国发射了测量精度极高的地球物理卫星，并对接收到的庞大而复杂的数据进行了计算。1984年5月，美国科学家根据地球物理卫星测量到的地球大陆随板块缓慢漂移的速度和方向后宣布：夏威夷和南北美洲约以5．1厘米／年的速度靠近；澳大利亚与北美洲约以1厘米／年的速度分离；大西洋约以1．5厘米／年的速度扩张。
魏格纳的学说为解释地质时期冰期的起因提供了理论基础，使古气候学家解开了许多令人困惑的谜团。在非洲、大洋洲、南美洲和印度的冰川遗迹，表明这些地区在距今大约2．3亿年前经历过冰期的寒冷气候；在南极大陆蕴藏着丰富的煤层，表明几亿年前这里曾有过一片茂盛的热带雨林；而伦敦、巴黎甚至格陵兰都曾有过典型的热带气候等。这些实例证实了大陆的漂移是引起气候变迁的重要原因之一。