Se ha afirmado que, en una guerra nuclear total, la radiación y el cambio climático producto de la misma dejarían la atmósfera de la Tierra muy afectada y posiblemente la especie humana y el resto de seres vivos del mundo sufrirían los efectos de un invierno nuclear. Los supervivientes deberían realizar la reconstrucción de las infraestructuras del planeta en unas condiciones muy difíciles. La flora y la fauna sería afectada por cientos de mutaciones.
La temperatura bajaría inmediatamente después de la explosión y la oscuridad sería casi total entre los 30 y 60º de latitud norte. Las cenizas, humos y demás partículas producidas por los incendios y detonaciones alcanzarían y permanecerían en la estratosfera, oscureciendo la luz del sol durante semanas o meses, de modo que la temperatura del planeta bajará varios grados.
La radiación solar se reduciría hasta el 1% de lo habitual hasta un mes, recuperando el 50% recién a los ocho meses.
La guerra nuclear puede producir una gran catástrofe, sobre todo entre dos países con bastante energía nuclear, podrían incluso producir una nube gigante de polvo radiactivo sobre gran parte de la tierra.
El invierno nuclear consecuente se asemejaría a una glaciación repentina de consecuencias catastróficas para los seres vivos. La temperatura global bajaría de manera drástica en días, desde 10ºC en el caso más modesto hasta 50ºC en el más severo de los casos. La fotosíntesis no se produciría y la casi totalidad de la vegetación moriría en pocos días, siguiéndole todos los animales herbívoros. De esta forma, en unas semanas no habría más alimentos para ningún ser vivo, si es que queda alguno sobreviviendo. Sería algo similar al proceso que extinguió a los dinosaurios.Una guerra nuclear masiva significa literalmente el fin de la civilización y posiblemente la extinción de la humanidad y de todos los seres vivos en el planeta; con la posibilidad de que la biosfera no se regenere más; debido a lo abrupto y repentino de los cambios ambientales; quedando el planeta en un estado similar al de Marte.En las primeras 48 horas, se produciría la lluvia radiactiva que acabaría con el 50% de los adultos sanos. Hasta un 30% de la tierras del hemisferio norte recibirían más de 500 rems, lo cual implica un alto nivel de envenenamiento radiactivo.