Un hiver volcanique est un refroidissement du climat causé par une éruption volcanique extrêmement importante. Une telle éruption libère des cendres et du dioxyde de soufre en quantités énormes. Ils forment des aérosols d'acide sulfurique. Lorsqu'ils atteignent la stratosphère, une plus grande quantité de lumière solaire est réfléchie et une partie est absorbée par la stratosphère. Ces réactions réchauffent la stratosphère, mais entraînent une baisse de la température au sol.

Les pièges sibériens, les pièges d'Emeishan et les pièges du Deccan sont d'énormes provinces de basalte inondées par le volcanisme. Ils sont la cause, ou une partie de la cause, de plusieurs extinctions massives, en particulier l'extinction du Permien-Trias.

L'hiver nucléaire est une théorie des effets similaires qui pourraient être causés par une guerre nucléaire à grande échelle.