Природне катастрофе могу проузроковати драстичне промене у животној средини, а ако су довољно озбиљне, чак и масовна изумирања. Животна средина се састоји од околине и услова у којима особа, животиња или биљка успевају. Природне катастрофе се дешавају од формирања Земље пре 4,6 милијарди година. Сматра се да је масовно изумирање диносауруса резултат великог удара астероида и вероватно повећаног вулканизма отприлике 65 милиона година пре које је изазвало катастрофалну штету по животну средину од глобалних шумских пожара, блокирајући сунце и повећане нивое угљен-диоксида у атмосфера. Испитивањем претходних природних катастрофа и њихових утицаја на животну средину можемо научити шта можемо очекивати у будућности.
Вулкани
Вулкан је узрокован екстремним притисцима унутар Земље који узрокују избацивање пирокластичних материјала укључујући камење, лаву, врући гас и пепео у атмосферу. 5. априла 1815. планина Тамбора на острву Сумбава у Индонезији постала је највећи вулкан ерупција у забележеној историји избацивањем огромног облака пепела у атмосферу током неколико година дана. До 1816. пепео је кружио Земљом стварајући оно што је било познато као „Година без лета“. Клима променио узрокујући непримерено хладније температуре укључујући и мраз током лета у Сједињеним Државама Државе. И у Сједињеним Државама и у Европи дошло је до озбиљног смањења родности усјева због абнормалних оборина, што је довело до глади која је убила 71.000 људи.
Земљотреси
Земљотреси су нагло ослобађање енергије у Земљиној кори. Ови земљотреси могу да одашиљу насилне сеизмичке таласе који уништавају зграде, померају копнене масе и мењају карактеристике тла. Земљотрес јачине 7,8 степени погодио је 27. јула 1976. године у граду Тангсхан, Кина, усмртивши скоро 500.000 људи. Течност, јачина тла смањена притиском воде, деформисала је слојеве тла због чега су се многе зграде урушавале, јер тло више није могло да подупире њихове темеље. Велики број мртвих тела такође је повећао ризик од преноса болести са људи и животиња.
Тсунами
11. марта 2011. године, земљотрес јачине 9,0 степени Рихтерове скале погодио је источну обалу Јапана покрећући талас цунамија који се уздигао преко 100 стопа у висину и путовао готово 6 миља у унутрашњост. До цунамија може доћи када се вода потисне током земљотреса узрокујући штету на усевима, загађење слатководних ресурса и расељавање људи и животиња услед уништавања станишта. Јапанска нуклеарна електрана Фукусхима Даиицхи догодила се делом због земљотреса и цунамија који је проузроковао нестанак струје и онемогућавање система хлађења реактора који испуштају смртоносно зрачење у океан и атмосфера.
Урагани
Урагани могу проузроковати бројне утицаје на животну средину од оштећења земљишта на загађењу воде и климатским променама. Турбуленције створене узбурканим морем и крхотинама могу замаглити воду узрокујући продор мање сунчеве светлости, утичући на количину фотосинтезе што резултира смањеним раствореним кисеоником и одумирањем риба. Снажни ветрови преко океана такође могу повећати хранљиве састојке у одређеним областима уздизањем, поступком који на површину доводи воду богату храњивим састојцима. 29. октобра 2012. рекордни налет олује од урагана Санди погодио је североисток Сједињених Држава проузрокујући 11 милијарде галона неочишћене и делимично пречишћене канализације у многе локалне водене путеве представљајући здравље животне средине Опасност.