Zima nuklearna, zniszczenie środowiska, które według niektórych naukowców prawdopodobnie byłoby wynikiem setek eksplozji jądrowych w wojnie nuklearnej. Szkodliwy wpływ światła, ciepła, podmuchu i promieniowania wywołanego przez eksplozje jądrowe był od dawna znany naukowcom, ale pośrednie skutki takich eksplozji dla środowiska pozostawały w dużej mierze ignorowane przez dziesięciolecia. Jednak w latach 70-tych XX w. w kilku badaniach stwierdzono, że warstwa ozonu w stratosferze, która chroni organizmy żywe przed znaczną częścią szkodliwego promieniowania ultrafioletowego Słońca, może być niszczona przez duże ilości tlenków azotu wytwarzanych przez wybuchy jądrowe. Dalsze badania spekulowały, że duże ilości pyłu wzbijanego do atmosfery przez wybuchy jądrowe mogą blokować światło słoneczne przed dotarciem do powierzchni Ziemi, prowadząc do tymczasowego ochłodzenia powietrza. W 1983 r. ambitne badania, znane jako badania TTAPS (od inicjałów nazwisk ich autorów: R.P. Turco, O.B. Toon, T.P. Ackerman, J.B. Pollack i Carl Sagan), wzięły pod uwagę istotny czynnik, jakim jest dym i sadza powstające w wyniku spalania paliw ropopochodnych i tworzyw sztucznych w zniszczonych przez wybuch jądrowy miastach. (Dym z takich materiałów absorbuje światło słoneczne znacznie skuteczniej niż dym z palącego się drewna). W badaniach TTAPS ukuto termin „zima nuklearna”, a zawarte w nim złowieszcze hipotezy dotyczące skutków środowiskowych wojny nuklearnej były intensywnie badane zarówno przez amerykańskie, jak i radzieckie środowiska naukowe.
Podstawową przyczyną zimy nuklearnej, zgodnie z hipotezą badaczy, byłyby liczne i ogromne kule ognia wywołane przez eksplodujące głowice nuklearne. Kule te wzniecałyby ogromne, niekontrolowane pożary (burze ogniowe) nad wszystkimi miastami i lasami, które znalazły się w ich zasięgu. Ogromne pióropusze dymu, sadzy i pyłu byłyby wysyłane z tych pożarów w górę, unoszone przez ich własne ogrzewanie na duże wysokości, gdzie mogłyby dryfować przez całe tygodnie zanim opadłyby z powrotem lub zostałyby zmyte z atmosfery na ziemię. Kilkaset milionów ton tego dymu i sadzy byłoby przenoszonych przez silne wiatry z zachodu na wschód, aż utworzyłyby one jednolity pas cząsteczek otaczający półkulę północną od 30° do 60° szerokości geograficznej. Te gęste czarne chmury mogłyby zablokować wszystkie promienie słoneczne, z wyjątkiem ułamka, na okres nawet kilku tygodni. W konsekwencji temperatury na powierzchni Ziemi spadłyby na kilka tygodni, być może nawet o 11° do 22° C (20° do 40° F). Warunki półmroku, zabójczych mrozów i ujemnych temperatur, w połączeniu z wysokimi dawkami promieniowania pochodzącego z opadu jądrowego, zakłóciłyby fotosyntezę roślin, a tym samym mogłyby zniszczyć znaczną część ziemskiej roślinności i życia zwierzęcego. Ekstremalne zimno, wysoki poziom promieniowania oraz powszechne zniszczenie infrastruktury przemysłowej, medycznej i transportowej, a także zapasów żywności i upraw, spowodowałyby masową śmierć z głodu, narażenia i chorób. Wojna nuklearna mogłaby zatem zredukować populację ludzką na Ziemi do ułamka jej poprzedniej liczby.
Liczba naukowców zakwestionowała wyniki pierwotnych obliczeń, i choć taka wojna nuklearna byłaby niewątpliwie niszczycielska, stopień zniszczenia życia na Ziemi pozostaje kontrowersyjny.
.