Opvarmningens omfang
Direkte målinger af klimaforholdene indsamlet ved hjælp af termometre, barometre, regnmålere og andet udstyr har været tilgængelige siden det 19. århundrede. Klimaforholdene i ældre perioder må imidlertid “rekonstrueres” ved hjælp af historiske dokumenter (som indeholder tal om fødevareproduktion, vækstsæsonernes længde og varigheden af isen på vandområder) og andre indirekte målinger af klimaet (herunder “klimaproxies” som f.eks. årringe, iskerner og sedimentkerner). Mange af disse undersøgelser tyder på, at der i Europa i middelalderen var flere flerårige perioder med relativt behagelige forhold og pålideligt vejr. Der er dog ikke meget, der tyder på, at sådanne forhold var fremherskende på globalt plan. Faktisk peger nogle klimaproxies på flere perioder med langvarig tørke i løbet af MWP nogle steder, såsom Sierra Nevada-bjergene i Nordamerika, dele af Australien og den asiatiske steppe, mens andre områder, såsom det nordlige Kina, oplevede en blanding af kraftig nedbør og tørke.
Mange undersøgelser viser, at mængden af opvarmning, der fandt sted i løbet af MWP, varierede fra årstid til årstid og fra region til region. Nogle giver beviser for relativt varme temperaturer (mest udtalt i sommermånederne) i flere regioner, herunder Nordatlanten, Nordeuropa, Kina og dele af Nordamerika, samt Andesbjergene, Tasmanien og New Zealand. Andre undersøgelser hævder, at temperaturforholdene i visse regioner, såsom Middelhavsområdet, Sydamerika og andre steder på den sydlige halvkugle, stort set ikke var anderledes end i dag.
Kun nogle få undersøgelser har forsøgt at tildele en specifik værdi til ændringer i de gennemsnitlige globale temperaturer i løbet af MWP. I 1965 undersøgte den britiske klimatolog Hubert Horace Lamb historiske optegnelser over høstudbytte og nedbør sammen med tidlige iskerne- og årringsdata og konkluderede, at MWP sandsynligvis var 1-2 °C (1,8-3,6 °F) varmere end forholdene i Europa i begyndelsen af det 20. århundrede. Forsøg på at beregne globale temperaturændringer under MWP, selv ved hjælp af moderne instrumental- og iskerneprøvetagningsteknikker, har ikke givet noget resultat.
Det påpeges ofte, at MWP var en velstående tid i den europæiske historie. Intervallet var samtidig med nordiske opdagelsesrejser i den nye verden, grundlæggelsen af nordiske bosættelser i Island og Grønland og øget landbrugsproduktivitet og afgrødediversitet i Nordeuropa. Nogle palæoklimatologer og historikere hævder, at de behagelige forhold under MWP gjorde det muligt for bosættelserne i Island og Grønland at blomstre og for nordiske opdagelsesrejsende at vove sig til kysterne ved Labrador og Newfoundland for at jage og fiske. De fortolker optegnelser om rigelige høstudbytter i store dele af Europa som udtryk for, at regionen nød godt af en række lange somre og milde vintre. Som bevis på varmere gennemsnitstemperaturer i Nordeuropa nævner de eksistensen af hvedededyrkning og vinmarker på breddegrader og i højder, der var langt højere end i dag.