Přírodní katastrofy mohou způsobit drastické změny životního prostředí, a pokud jsou dostatečně závažné, dokonce hromadné vyhynutí. Prostředí se skládá z prostředí a podmínek, kde se člověku, zvířeti nebo rostlině daří. Přírodní katastrofy se vyskytují od vzniku Země před 4,6 miliardami let. Hromadné vyhynutí dinosaurů je považováno za výsledek velkého dopadu asteroidů a možného zvýšeného vulkanismu přibližně 65 milionů let před tím, které způsobilo katastrofální poškození životního prostředí způsobené globálními lesními požáry, zablokovalo slunce a zvýšilo hladinu oxidu uhličitého v atmosféra. Zkoumáním předchozích přírodních katastrof a jejich dopadů na životní prostředí se můžeme dozvědět, co lze očekávat v budoucnu.
Sopky
Sopka je způsobena extrémními tlaky uvnitř Země, které způsobují vyvržení pyroklastických materiálů včetně hornin, lávy, horkého plynu a popela do atmosféry. 5. dubna 1815 se hora Tambora na ostrově Sumbawa v Indonésii stala největší sopečnou činností erupce v zaznamenané historii vyvrhující obrovský oblak popela do atmosféry po několik let dnů. Do roku 1816 popel obíhal Zemi a vytvořil takzvaný „Rok bez léta“. Podnebí se změnilo, což způsobilo ve Spojených státech neobvykle chladnější teploty včetně mrazu během léta Státy. Ve Spojených státech i v Evropě došlo k výraznému snížení produktivity plodin v důsledku neobvyklých vzorců srážek, které vedly k hladomoru, který zabil 71 000 lidí.
Zemětřesení
Zemětřesení jsou náhlá uvolnění energie v zemské kůře. Tato zemětřesení mohou vysílat prudké seismické vlny, které ničí budovy, přemisťují zemské masy a mění vlastnosti půdy. 27. července 1976 zasáhlo v čínském Tangshanu zemětřesení o síle 7,8 stupně, při němž zahynulo téměř 500 000 lidí. Zkapalňování, síla půdy snížená tlakem vody, deformovalo vrstvy půdy, což způsobilo zhroucení mnoha budov, protože půda již nemohla podporovat jejich základy. Velký počet mrtvých těl také zvýšil riziko přenosu nemocí přenášených lidmi a zvířaty.
Tsunami
11. března 2011 zasáhlo při východním pobřeží Japonska zemětřesení o síle 9,0 stupňů, které vyvolalo vlnu tsunami, která se zvedla přes 100 stop a procestovala téměř 6 mil do vnitrozemí. K tsunami může dojít, když se voda během zemětřesení vytěsní a způsobí poškození plodin, znečištění sladkovodních zdrojů a přemístění lidí a zvířat v důsledku ničení stanovišť. Katastrofa japonské jaderné elektrárny Fukušima Daiiči nastala částečně kvůli zemětřesení a vlně tsunami výpadek proudu a deaktivace chladicího systému reaktorů uvolňujících smrtící záření do oceánu a atmosféra.
Hurikány
Hurikány mohou způsobit četné dopady na životní prostředí způsobené poškozením půdy znečištěním vody a změnou klimatu. Turbulence vyvolané rozbouřeným mořem a troskami mohou kalit vodu a způsobit pronikání méně slunečního světla, což má za následek množství fotosyntézy, což má za následek snížení rozpuštěného kyslíku a odumírání ryb. Silný vítr nad oceánem může také v určitých oblastech zvyšovat živiny prostřednictvím upwellingu, což je proces, který přináší na povrch vodu bohatou na živiny. 29. října 2012 zasáhla severovýchodní USA rekordní nárůst bouře způsobený hurikánem Sandy, který způsobil odhadem 11 miliardy galonů neošetřené a částečně upravené odpadní vody do mnoha místních vodních cest, které představují zdraví pro životní prostředí nebezpečí.