Niveau en mate van opwarming
Directe metingen van klimaatomstandigheden, verzameld met thermometers, barometers, regenmeters, en andere apparatuur, zijn beschikbaar sinds de 19e eeuw. De klimaatomstandigheden van oudere perioden moeten echter worden “gereconstrueerd” met behulp van historische documenten (die cijfers bevatten over de voedselproduktie, de lengte van de groeiseizoenen, en de duur van het ijs op de watermassa’s) en andere indirecte klimaatmetingen (waaronder “klimaatproxies” zoals boomringen, ijskernen, en sedimentkernen). Veel van dergelijke studies suggereren dat er in de Middeleeuwen in Europa verschillende meerjarige perioden waren met relatief aangename omstandigheden en betrouwbaar weer. Er is echter weinig bewijs dat dergelijke omstandigheden op wereldschaal heersten. Sommige klimaatproxies wijzen inderdaad op verschillende periodes van langdurige droogte tijdens de MWP op sommige plaatsen, zoals de Sierra Nevada bergen van Noord-Amerika, delen van Australië, en de Aziatische steppe, terwijl andere gebieden, zoals Noord-China, een mix van zware regenval en droogte kenden.
Vele studies tonen aan dat de mate van opwarming tijdens de MWP varieerde per seizoen en regio. Sommige leveren het bewijs van relatief warme temperaturen (het meest uitgesproken tijdens de zomermaanden) in verschillende regio’s, waaronder de Noord-Atlantische Oceaan, Noord-Europa, China en delen van Noord-Amerika, maar ook de Andes, Tasmanië en Nieuw-Zeeland. Andere studies beweren dat de temperatuursomstandigheden in bepaalde regio’s, zoals het Middellandse Zeegebied, Zuid-Amerika en andere locaties op het zuidelijk halfrond, in wezen niet verschilden van die van tegenwoordig.
Nauwelijks enkele studies hebben getracht een specifieke waarde toe te kennen aan veranderingen in de gemiddelde mondiale temperaturen tijdens de MWP. In 1965 onderzocht de Britse klimatoloog Hubert Horace Lamb historische gegevens over oogsten en neerslag, samen met vroege ijskernen en boomringen, en concludeerde dat de MWP waarschijnlijk 1-2 °C warmer was dan de omstandigheden aan het begin van de 20e eeuw in Europa. Pogingen om het mondiale temperatuursverloop tijdens de MWP te berekenen, zelfs met gebruikmaking van moderne instrumentele en ijsboortechnieken, hebben geen uitsluitsel gegeven.
Er wordt vaak op gewezen dat de MWP een welvarende periode was in de Europese geschiedenis. Het interval viel samen met Noorse verkenningen van de Nieuwe Wereld, het stichten van Noorse nederzettingen in IJsland en Groenland, en een toegenomen landbouwproductiviteit en gewasdiversiteit in Noord-Europa. Sommige paleoklimatologen en historici beweren dat de aangename omstandigheden van de MWP de nederzettingen in IJsland en Groenland in staat stelden te bloeien en de Noorse ontdekkingsreizigers in staat stelden naar de kusten van Labrador en Newfoundland te trekken om te jagen en te vissen. Zij interpreteren gegevens over overvloedige oogsten in een groot deel van Europa zo dat de regio profiteerde van een reeks lange zomers en milde winters. Als bewijs voor de warmere gemiddelde temperaturen in Noord-Europa noemen zij het bestaan van tarweteelt en wijngaarden op breedten en hoogten die veel hoger waren dan vandaag.