חורף גרעיני - תרחיש לפיו יחולו שינויים דרמטיים באקלים העולמי כתוצאה ממלחמה גרעינית גדולה.
המומחים גורסים כי פיצוץ מספר גדול של מתקנים גרעיניים מעל מטרות אזרחיות בעלות פוטנציאל התלקחות תגרום לכך שכמויות גדולות של עשן ואפר יציפו את הסטרטוספירה. תרחיש זה נדון גם בהקשרים טבעיים יותר, כמו פגיעת אסטרואיד ענק בכדור הארץ (ארוע שכבר התחולל לפי סברות אחדות, והביא לשינוי אקלימי שהכחיד את הדינוזאורים) או התפרצות וולקנית רחבת מימדים.
המנגנון שיביא לחורף גרעיני : רסיסי חלקיקים שיתפזרו בסטרטוספירה יפחיתו באופן ניכר את כמות קרינת השמש הפוגעת באדמה ובכך יצניחו את הטמפרטורה וכמות האור באופן משמעותי. החלקיקים שינשאו עם רוחות הצירקולציה העולמית עלולים להישאר באטמוספרה לתקופה של עד כמה שנים.