Naturkatastrofer kan forårsage drastiske miljømæssige ændringer, og hvis de er alvorlige nok, endda masseudryddelse. Miljøet består af omgivelserne og forholdene, hvor en person, et dyr eller en plante trives. Naturkatastrofer har været siden jordens dannelse for 4,6 milliarder år siden. Masseudryddelsen af dinosaurer menes at være resultatet af en stor asteroideeffekt og muligvis øget vulkanisme ca. 65 millioner år siden, der forårsagede katastrofale miljøskader fra globale skovbrande, blokering af solen og øgede niveauer af kuldioxid i stemning. Ved at undersøge tidligere naturkatastrofer og deres miljøpåvirkninger kan vi lære, hvad vi kan forvente i fremtiden.
Vulkaner
En vulkan er forårsaget af ekstreme tryk inde på jorden, der forårsager udstødning af pyroklastiske materialer, herunder klipper, lava, varm gas og aske i atmosfæren. Den 5. april 1815 blev Mount Tambora, på øen Sumbawa, Indonesien, den største vulkanske udbrud i den registrerede historie, der skubber en enorm askesky ud i atmosfæren over en periode på flere dage. I 1816 havde asken cirkuleret jorden og skabt det, der blev kendt som "året uden sommer". Klima ændret forårsager usædvanligt køligere temperaturer inklusive frost om sommeren i USA Stater. I både USA og Europa var der alvorlige reduktioner i afgrødeproduktiviteten fra unormale nedbørsmønstre, der førte til hungersnød, der dræbte 71.000 mennesker.
Jordskælv
Jordskælv er pludselige frigivelser af energi i jordskorpen. Disse jordskælv kan sende voldelige seismiske bølger ud, der ødelægger bygninger, fortrænger landmasser og ændrer jordens egenskaber. Et jordskælv med en styrke på 7,8 ramte den 27. juli 1976 i Tangshan, Kina, der dræbte næsten 500.000 mennesker. Flydning, jordstyrke reduceret med vandtryk, deformerede jordlagene, som fik mange bygninger til at kollapse, da jorden ikke længere kunne understøtte deres fundamenter. Det store antal døde kroppe øgede også risikoen for overførsel af sygdomme hos mennesker og dyr.
Tsunamier
Den 11. marts 2011 ramte et jordskælv på styrke 9,0 ud for Japans østkyst, der udløste en tsunami-bølge, der steg over 100 meter høj og rejste næsten 6 miles inde i landet. Tsunamier kan forekomme, når vand fortrænges under jordskælv, der forårsager skader på afgrøder, forurening af ferskvandsressourcer og forskydning af mennesker og dyr på grund af ødelæggelse af levesteder. Japans Fukushima Daiichi-atomkraftkatastrofe opstod delvis på grund af jordskælvet og tsunamien strømsvigt og deaktivering af kølesystemet i reaktorerne, der frigiver dødelig stråling i havet og stemning.
Orkaner
Orkaner kan forårsage adskillige miljøpåvirkninger fra jordskader til vandforurening og klimaændringer. Turbulensen skabt af ru hav og snavs kan mudre vandet, hvilket får mindre sollys til at trænge igennem, hvilket påvirker mængden fotosyntese, hvilket resulterer i nedsat opløst ilt og fiskeafgivelser. Alternativt kan stærke vinde over havet også øge næringsstoffer i visse områder gennem opstrømning, en proces der bringer næringsrige vand til overfladen. Den 29. oktober 2012 ramte rekordstormflod fra orkanen Sandy det nordøstlige USA og anslog anslået 11 milliarder liter ubehandlet og delvist behandlet spildevand i mange lokale vandveje, der udgør en miljømæssig sundhed fare.