Den lille istid er blitt dokumentert gjennom rekonstruksjon av klimadata for tiden før vi fikk systematiske temperatur-, nedbør- og vindmålinger. Data fra CO2-nivået i atmosfæren er hentet opp i iskjerner fra blant annet innlandsisen på Grønland. For Norge sin del finnes det opplysninger om dato for innhøsting, når vann ble islagt og snøen kom eller forsvant, fra spredte gårdsdagbøker tilbake til 1700-tallet. De er blant annet brukt til å rekonstruere sommertemperaturer og kontrollere tidlige målinger. For eldre tider rommer annaler og andre spredte kilder tilsvarende notater. I tillegg finnes det ofte informasjon om plasseringen av brefronter både i tekst og gjennom spor i terrenget. Trerings-målinger er også, ut fra endringer i tykkelsestilveksten, brukt til å rekonstruere sommertemperaturer mange hundre år bakover i tid. Sedimenter i elver og vann er også en viktig kilde.