История Каспия — это история перемен: расширений и сокращений его водных границ. Образовавшийся при подъёме Альп водоём то мельчал, то снова разливался, иногда достигая нижнего Поволжья, но последние 13 миллионов лет не полностью пересыхал. Учёные полагают, что ближайшие годы могут стать самыми сухими за всю историю самого большого на Земле озера.
С 1996 года уровень воды в наибольшем озере планеты снижается на 6,72 см ежегодно. Исторический минимум был зафиксирован в 1977 году (на 29 м ниже уровня моря). После этого вода в Каспии снова начала расти. За последние двадцать лет Каспий уменьшился на 1,4 метра; до рекорда ещё метр. Геофизики из России, США, Франции и Азербайджана создали климатическую модель изменений уровня Каспийского моря и считают, что глобальное потепление стало причиной нынешнего обмеления. Если такая тенденция сохранится, к концу XXI века от российской части Каспия останется сухая земля.
Уровень воды в Каспийском море меняется: за три тысячи лет колебания составили до пятнадцати метров. Вода в нём зависит от осадков, испарения и стока рек. Модель, учитывающая эти факторы, предсказывала уровень воды с 1958 года до 1995 года — рост, а после снижение. Для модели использовались данные спутников миссии GRACE (2002) о гравитационном поле Земли и четыре наземных станции.
Специалисты связывают уменьшение уровня Каспийского моря с повышением среднегодовой температуры воздуха над озером за последние двадцать лет на один градус. Применив существующие климатические модели, учёные получили тревожные данные: в случае непрекращения глобального потепления к концу столетия мелководная северная часть Каспия может полностью исчезнуть.