In de lange geschiedenis van de aarde zijn de continenten en de zeebodem door plaattektoniek veranderd. Dit beïnvloedt de wereldwijde zeespiegel omdat het de diepte van verschillende oceaanbekkens verandert, en ook de verspreiding van gletsjers.
Gedurende het grootste deel van de geologische tijd was het langetermijngemiddelde van de zeespiegel hoger dan vandaag (zie grafiek). Alleen bij de Perm-Trias grens ~250 miljoen jaar geleden was het langetermijngemiddelde van de zeespiegel lager dan nu. Dit omvatte de Perm-Trias uitsterving, hoewel dit niet relevant is voor het begrip zeespiegel.
Langetermijnveranderingen van het gemiddelde zeeniveau zijn het resultaat van veranderingen in de oceaankorst, waarbij op zeer lange termijn een neerwaartse trend wordt verwacht.