过去曾有的关于核战争的种种描述，其后果大多是核爆炸所产生的火球高温热辐射、冲击波、放射性污染、电磁辐射等造成的破坏。曾有人认为，发动突然核袭击的国家总要占便宜的，而世界上也总会有些角落幸存下来。现在根据模拟计算“核冬天”的理论，推导出了一个新的观念：核大战除引起上述几种直接后果外，更为严重的是全球性的气候灾变，几乎没有一个地区能够避免这场灾难的后果。
1988年联合国发表了一项报告，警告说，如果打起核大战，地球上的50亿人将有40亿人在当时死伤或在战后饿死。这个报告是由联合国委托的国际专家团就一场核大战对人类、地球生态、大气等各方面造成的影响，描绘的一幅核大战后的地球惨状图。
这个国际专家团是由11个国家的专家组成的。当时的报告认为，世界上的核弹头总量已达5万个以上，爆炸起来相当于15000百万吨的TNT。核弹爆炸后除了直接杀死数以十亿计的人之外，还会形成一个“核冬天”。
现今世界的人类好像坐到了火药堆上，地球上无论男女老幼，每人都可以分到最少3吨的炸药。如果以广岛原子弹轰炸的死亡人数来计算，那么，现在所存核武器的杀伤力可消灭整个地球人类50次。
常规弹药库的爆炸，人们已有所见。第二次世界大战中，上千架飞机对汉堡和德累斯登等城市的轰炸也有实况记录。而核武库的爆炸、集团式的核轰炸，人却从未见过，也不可能去从事这类试验。即如广岛、长崎原子弹的袭击，也仅是“零星战斗”，犹如热闹市区偶尔听到的一两次手榴弹爆炸声，是根本无法与空军集团大规模轰炸相比拟的。要是核大战真会打起来的话，人们更是难以想象。
因此，笼统地谈论未来核战争中将会伤亡多少人，已不足以说明它的危害，对其战后还将可能造成的恶果需作科学的定量的论证。
1815年，欧洲坦博拉火山爆发，向天空喷射出大约100立方千米的烟尘，并且漂浮了近两年的时间，使当时的欧洲出现寒冷的夏天。
第二次世界大战期间，德国汉堡和德累斯登两城市被轰炸后形成像龙卷风样的熊熊大火；日本广岛、长崎被原子弹袭击后的天昏地暗，大气透明度降低4万倍，造成了白天的“黑夜”。
世界卫生组织估计，一次大规模的核交战，将立即消灭11亿人，受重伤的人数也大致相同。而这种灾难仅仅是一个开端。有关专家把核战争可能对气候产生的恶劣后果看得尤为严重，以前所估计的其他长远影响与之相比，简直可以忽略不计。他们说，经过最周密思考的推测表明，在可以想见的影响中，一次大规模的核战争将对地球上的生物界和无生物界发生6500万年以来最大的破坏。
在一场以城市和军事目标为主的核大战中，大多数目标都在北半球，所以上千次的核爆炸所引起的风暴性大火会将大量尘埃和烟灰散布到北半球的大气中。一两周之内，由此而集结成的黑云覆盖着北半球的大部分地方，尤其是中纬度地带，其中包括美国、加拿大、俄罗斯、欧洲、中国和日本的大部分地区。在乌云笼罩之下，几乎看不到阳光，整个半球平均来说，只有比平常千分之一还少的阳光可以到达地面，即使是较小的核战争也要减少光强的95％以上。由于大部分阳光被隔绝，地面温度将骤降几十度。无论什么季节，在交战后一周左右，内陆的温度将远远低于零度。非常寒冷的气温将持续许多周，甚至几个月。
假如有50亿吨TNT当量的核弹头在交锋时爆炸，在核爆炸后约20天的时间内，天空比阴霾密布还要黑暗些，这是所谓“核黑夜”。在核爆炸后约100天的时间内，北半球的温度均处于冰点以下，北半球引起内陆平均气温下降到-23℃，即使1亿吨级爆炸只发生在城市，也能产生足够的烟染黑了天空并使内陆地带温度降到-20℃，要用三个多月的时间才能复原。如果是100亿吨级的核爆炸的情况，那就更不堪设想了，北半球中纬度地表温度将平均下降到-50℃，并在一年甚至更长的时间内保持在零度以下。
进一步的研究指出，如果全球战略核武器的0.8％（即大约1亿吨级）用于轰炸1000个城市，即相当于引发50亿吨级核武器一样的后果。这样影响气候的结果已与我们所谈的战争类型无关了。在此表明，存在有一个阈值，大致是1亿吨级上下，超过它就可能引起气候效应。
这项研究告诉人们，任何超过这一阈值的攻击，不管有无报复，都是一种自杀行为。有人说，一个攻击者只能取得大约两周的“胜利”。
当然，不仅仅只有“核冬天”的问题，核战争的结果，在城市和工业地区，合成材料大规模的燃烧将释放（除烟之外）一种致命的有毒混合气体（称为热毒），其中有一氧化碳、氧化氮、臭氧、氰化物、三氧化物和呋喃，这类气体将覆盖北半球大部分地区，并持续好几个月。
同时，核战争将引起平流层臭氧的破坏，使得紫外线B区的辐射穿透过去。如果烟云仍然存在，就能够吸收大部分紫外线B，但臭氧保护层将恢复得更慢。因此，天空晴朗后地球的表面在几年内将受到致命的辐射。
由于缺少阳光，蒸气将明显地减少，因此可能减少大气中的潮气，使降雨量急剧下降。
相反，在核战争的若干时间之后，由于6～8千米高的大气层的温度有较大的上升，在科迪勒拉山脉（美国、加拿大）升高7℃，在安底斯山脉升高5℃～60℃，在西藏升高20℃，从而有可能使世界上几个大山系顶峰的冰雪融化，造成几个大陆上大规模的洪水泛滥。世界各地区温度差别较大的另一个后果表现是，因为海洋的热容量很大，海洋表面的大气温度下降就相对较少，只有几度。这样，陆地和海洋的温差很可能引起恶劣的气候，猛烈的风暴。
上述的大部分看法是美苏科学家分别进行研究而共同取得一致的结果。
由于阳光在相当长时间内减少95％以上，这意味着对绿色植物，即所有重要的生态系统的基础遭到毁坏。因为所有的动物包括人在内，都直接或间接地依赖于绿色植物，而后者是通过光合作用从阳光中获得能量的。所以严重的缺乏阳光也就意味着生物量的锐减。在“核冬天”的烟云覆盖着的天空，由于几周之内光强太小，以致大多数植物不能生长。100亿吨级爆炸的严重情况，会把正午变得相当于午夜，并维持好多周，暗得根本不可能进行光合作用，要一年多时间才能完全恢复到核爆炸前的光照强度。
寒冷和黑暗的效果是互相影响的，一种作用同时加强了另一种作用：寒冷对植物的损害需要大量的阳光来恢复，光合作用的速率由于低温而减慢。热带和亚热带的植物尤其容易受损害。如果气候的影响还向南方扩散，在这些地区的庄稼和野生植物也将会遭到破坏。
核战争的幸存者将面临着黑暗的、迅速寒冷起来的世界，这里到处是放射性污染，充满了烟雾。大部分我们习以为常的社会服务，例如，医疗卫生系统、粮食和水的分配系统、集中供热和能源供应系统、通信系统，等等，都被完全破坏了，城市和工业基地将成为废墟。由于缺乏必需的卫生系统和医疗照顾，冻饿及辐射导致疾病的蔓延，饥荒将司空见惯。
